Novos materiais multifuncionais para aplicação em fotocatálise

Resumo

Este trabalho teve como objetivo a preparação, a caracterização estrutural e análise do potencial fotocatalítico de nanopartículas do tipo core@shell de ZnO@Cr, ZnO@Ni e dos compósitos de C/Zn@Cr e C/ZnO@Ni, combinando nanopartículas e carbono amorfo. As nanopartículas core@shell foram sintetizadas pelo método Pechini Modificado e os compósitos, contendo carbono amorfo, pelo método de Pirólise Parcial.

Os materiais sintetizados foram caracterizados por análise termogravimétrica (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), difração de raios X (DRX), espectroscopia de absorção no infravermelho (I.V.), espectroscopia no ultravioleta-visível (UV-VIS) e medidas de condutividade térmica. As caracterizações estruturais mostraram a formação de um sistema do tipo core@shell, onde o recobrimento é essencialmente amorfo.

Uma pequena fração de solução sólida foi identificada na interface núcleo/revestimento, bem como uma redução nos valores de energia de band gap, em função dos recobrimentos. Para os compósitos, as caracterizações estruturais mostraram a manutenção das nanopartículas core@shell em meio a uma matriz carbonosa com estrutura do tipo turbostrática. As medidas de condutividade térmica mostraram que todos os materiais investigados possuem características isolantes.

A análise do potencial fotocatalítico mostrou que, os recobrimentos com Cr e Ni e a matriz carbonosa, de modo geral, atuaram positivamente sobre a fotoatividade do ZnO. Foram obtidas taxas de descoloração entre 64 e 90%, sendo o melhor resultado obtido para a descoloração do corante basic blue 41 na presença do compósito C/ZnO@Cr. Em todos os experimentos, a reação de descoloração dos corantes, seguiu uma cinética do tipo primeira ordem.