O artigo “Phase control and optimization of photocatalytical properties of samarium doped TiO2 synthesized by coupled ultraviolet and microwave radiations”, publicado no periódico Journal of Alloys and Compounds, é mais um resultado do esforço conjunto de pesquisadores do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) para desenvolver novos métodos de síntese com a finalidade de obter nanomateriais para aplicações tecnológicas diversas.
A pesquisa, que tem a primeira autoria do pós-doutorando no Departamento de Química da Universidade Federal de São Carlos (DQ – UFSCar), Ailton Moreira, investiga as propriedades fotocatalíticas do TiO2 (dióxido de titânio) dopado com samário e apresentada ineditamente a sua otimização em condição hidrotermal de sintetização por meio de diferentes tipos de radiação: micro-ondas, ultravioleta e visível.
Os pesquisadores denominaram a nova técnica de “Método hidrotermal assistido por radiação MW_UV_Vis”. Com a utilização de tal método, foi possível observar que a presença da luz no sistema de síntese promove uma maior formação da fase cristalina (brooquita) do TiO2 , geralmente de difícil obtenção. Além disso, foi possível constatar que o dopante samário, um elemento químico metálico, pertencente aos metais das terras raras, inibe a conversão entre as fases do TiO2 (sendo elas: anatase, rutilo e brooquita).
“Estes dados mostraram que nosso método de síntese foi eficiente para obter as fases fotoativas do TiO2 e ressaltaram as evidências da contribuição da luz na etapa sintética, o que abre novas possibilidades para que este método inédito de síntese possa ser explorado com a finalidade de obter diferentes tipos de materiais com propriedades otimizadas”, explicou Moreira.
Em laboratório, a síntese dos materiais foi realizada em um tubo de Teflon vedado, no qual previamente foram adicionados os reagentes e uma lâmpada sem eletrodo de descarga de micro-ondas (MDEL, da sigla em inglês “Microwave discharge electrodeless lamp”). Para os estudos de fotodegradação, sob a luz UV-A (365 nm), também foi aplicada a cromatografia líquida de alta eficiência para acompanhar quali-quantitativamente a degradação da atrazina e a formação de seus subprodutos, permitindo detalhar os mecanismos de ação do material sintetizado frente a oxidação desse contaminante.
A atrazina é um herbicida com alto potencial de contaminação do ambiente e é amplamente utilizada em culturas de cana-de-açúcar e de milho, além de aplicada preventivamente em gramados em áreas urbanas. Embora seu uso tenha sido proibido em alguns países europeus, o herbicida continua sendo comercializado e utilizado em outros lugares, dentre os quais o Brasil, o que torna os estudos voltados para sua degradação de extrema relevância.
De acordo com Moreira, o próximo passo do estudo será aplicar esse novo método de síntese na obtenção de materiais de composição diversa, uma vez que a ação sinérgica das energias micro-ondas, ultravioleta e visível pode promover alterações mais significativas no que diz respeito a formação de materiais com propriedades de interesse tecnológico. Para o pesquisador, muitos parâmetros físicos e químicos ainda podem ser explorados durante a síntese de nanomateriais utilizando este novo método.
O estudo foi desenvolvido com a colaboração dos pesquisadores Dyovani Coelho, Jeferson Dias, Lucia Mascaro, Gian Freschi, Valmor Mastelaro e Ernesto Pereira.
O artigo pode ser acessado no repositório do CDMF clicando AQUI.
CDMF
O CDMF, sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) apoiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), e recebe também investimento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a partir do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia (INCTMN).
