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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/43807
ORCID: | http://orcid.org/0000-0002-2012-8461 |
Document type: | Dissertação |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | O efeito do pH na síntese de nanopartículas de Nb2O5 na fotodegradação de poluentes orgânicos e na produção fotocatalítica de H2 |
Alternate title (s): | The effect of pH on the synthesis of Nb2O5 nanoparticles in the photodegradation of organic pollutants and in the photocatalytic production of H2 |
Author: | Silva, Carolina Xavier de Jesus |
First Advisor: | Lopes, Osmando Ferreira |
First coorientator: | Canobre, Sheila Cristina |
First member of the Committee: | De Mendonça, Vagner Romito |
Second member of the Committee: | Nossol, Edson |
Summary: | Como consequência do avanço tecnológico e do crescimento industrial tem sido observado graves impactos ambientais provenientes do descarte de efluentes aquosos e emissões de gases estufa devido a queima de combustíveis fósseis. Neste sentido, nas últimas décadas houve um aumento das pesquisas voltadas à aplicação da fotocatálise heterogênea na degradação de poluentes orgânicos e produção de combustíveis renováveis. O principal desafio desta tecnologia é desenvolver fotocatalisadores com alta atividade fotocatalítica e estabilidade. Dentro deste contexto, o presente trabalho tem como objetivo estudar o efeito do pH (pH = 2,0 a 6,0) e tratamento hidrotérmico na síntese do Nb2O5. As amostras foram caracterizadas por diferentes técnicas e o desempenho fotocatalítico foi avaliado tanto para a fotodegradação da AML e Rod.B como para a produção de H2. As amostras obtidas em pH 4 (Nb2O5-4) e pH 6 (Nb2O5-6) pela rota 1 apresentaram uma fase de transição que pode ser relacionado ao Nb2O5.nH2O. A amostra obtida em pH 2,0 (Nb2O5-2,) pela rota 1 e em pH 4 Nb2O5-AP4) e pH 6 (Nb2O5-AP6) pela rota 2, apresentaram a fase cristalina pseudo-hexagonal (TT-Nb2O5). Análises de adsorção e dessorção de N2 revelaram um aumento considerável das áreas superficiais, após o tratamento, principalmente para as amostras de pH = 6,0. As amostras também apresentaram morfologia e valores de band gap diferentes a depender da fase cristalina obtida. Todas as amostras apresentaram atividade na degradação do corante Rod. B e do fármaco AML. Na produção de H2, as amostras que apresentaram a fase TT-Nb2O5 foram ativas na evolução de H2. A amostra Nb2O5-AP2 apresentou a maior atividade na produção de H2, com 4104,5 µmol.g-1 após 8 horas, enquanto as amostras Nb2O5-4 e Nb2O5-6, características da fase Nb2O5.nH2O não apresentaram atividade fotocatalítica na produção de H2, que pode estar associado ao baixo valor de band gap (2,8-2,9 eV, respectivamente) que pode resultar em um menor potencial de oxirredução do par elétron-buraco. Os resultados demonstram que o Nb2O5 é um material versátil para diferentes aplicações fotocatalíticas e que suas propriedades podem ser controladas pelo pH de síntese. |
Abstract: | been caused by the disposal of aqueous effluents and greenhouse gas emissions due to the burning of fossil fuels. In this sense, in recent decades there has been an increase in research focused on the application of heterogeneous photocatalysis in the organic pollutant degradation and production of renewable fuels. The main challenge of this technology is to develop photocatalysts with high photocatalytic activity and stability. Within this context, the present work aims to study the effect of pH and (pH = 2.0 to 6.0) hydrothermal treatment on the synthesis of Nb2O5. The samples were characterized by different techniques and the photocatalytic performance was evaluated both for the photodegradation of AML and Rod.B and to produce H2. The samples obtained at pH 4 (Nb2O5-4) and pH 6 (Nb2O5-6) by route 1 presented a transition that can Nb2O5.nH2O phase. The sample obtained at pH 2.0 (Nb2O5-2,) by routev 1 at pH 4 (Nb2O5-AP4) and pH 6 (Nb2O5-AP6) by route 2, presented a pseudo-hexagonal crystalline phase (TT-Nb2O5). N2 adsorption and desorption analyzes revealed an increasement of specific surface areas after treatment, mainly for samples obtained in pH = 6.0. The samples also presented different morphology and band gap values depending on the crystalline phase obtained. All samples were photoactivity for the degradation of Rod. B dye and the AML drug. The samples that presented the TT-Nb2O5 phase were active in the evolution of H2. The Nb2O5-AP2 sample showed greater activity in the production of H2, with 4104.5 µmol.g-1 after 8 hours, while the Nb2O5-4 and Nb2O5-6 samples, characteristic of the transition Nb2O5.nH2O phase, do not show photocatalytic activity in the production of H2, which may be associated with the low bandgap value (2.8-2.9 eV, respectively) that can result in a lower potential for oxyreduction of charge carriers. The results demonstrate that Nb2O5 is a versatile material for different photocatalytic aplplications and tht ists properties can be controlled by synthesis pH. |
Keywords: | Óxido de Nióbio Síntese hidrotérmica Tratamento de água Poluentes orgânicos Hidrogênio verde Niobium oxide hydrothermal synthesis water treatment organic pollutante green hydroge |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA |
Subject: | Química |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Química |
Quote: | SILVA, Carolina Xavier de Jesus. O efeito do pH na síntese de nanopartículas de Nb2O5 na fotodegradação de poluentes orgânicos e na produção fotocatalítica de H2. 2024. 93 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.297. |
Document identifier: | http://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.297 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/43807 |
Date of defense: | 19-Apr-2024 |
Sustainable Development Goals SDGs: | ODS::ODS 7. Energia limpa e acessível - Garantir acesso à energia barata, confiável, sustentável e renovável para todos. |
Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Química |
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