Fotocatalisadores inorgânicos para degradação de contaminantes : correlação entre estrutura e atividade

Abstract

Atualmente, um dos objetivos da sociedade moderna é trabalhar para um ambiente sustentável. Neste contexto, a maior preocupação está relacionada com a preservação dos recursos hídricos. Entre as tecnologias usadas para o tratamento de efluentes, a fotocatálise heterogênea baseada na irradiação de TiO2 com luz UV é uma rota interessante para a destruição de uma grande variedade de poluentes. Neste trabalho, materiais core-shell de SiO2@TiO2 foram preparados com o objetivo de maximizar a fotoatividade apresentada pelo TiO2. Esses materiais foram sintetizados via método de Stöber e Stöber modificado com os surfactantes CTAB e TBAB. O tamanho da cadeia carbônica dos surfactantes tem influência direta no tamanho do core SiO2 e na produção de materiais reprodutíveis. O core de sílica impediu a formação de aglomerados de nanopartículas de TiO2 e estabilizou a fase anatase do TiO2. Os materiais mais ativos para a fotodegradação do corante azul de metileno foram aqueles com 9% de revestimento de TiO2 quando sintetizados pelo método de Stöber e Stöber modificado com CTAB (S9 e C9) e com 15% de revestimento de TiO2 quando sintetizado pelo método de Stöber modificado com TBAB (T9). A atividade catalítica desses materiais é comparável à do catalisador comercial P25. A dopagem com cobre e platina não proporcionou um aumento na fotodegradação do corante.

Nowadays an important goal of the modern society is to work for a sustainable environment. In this context, a major concern is related to the preservation of water resources. Among the technologies used for wastewater treatments, heterogeneous photocatalysis based on UV- irradiated TiO2 is an interesting route to the destruction of many pollutants. In this work, core-shell materials, SiO2@TiO2, were synthesized to improve the photocatalytic activity of TiO2. These materials were synthesized by the Stöber and Stöber-modified method with CTAB and TBAB surfactants. The size of the carbon chain of the surfactants shown a direct influence on the size of the silica core and on the materials reproducibility. The silica core has prevented the aggregation of TiO2 nanoparticles and stabilized the anatase phase of TiO2. The most active materials for methylene blue photodegradation were those with 9% of TiO2 coating when synthesized by Stöber method and Stöber modified method with CTAB and with 15% of TiO2 coating when synthesized by Stöber modified method with TBAB. The catalytic activity of these catalysts is comparable to the commercial catalyst P25. Doping with copper and platinum did not provide an increase in dye photodegradation.