Otimização dos processos de síntese para obtenção do compósito a- MoO3/C3N4 e estudo de sua atividade fotocatalítica

dc.contributor.advisorDelmonte, Mauricio Roberto Bomio
dc.contributor.advisor-co1Motta, Fabiana Villela da
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-3523-737Xpt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9918299069511517pt_BR
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0001-9016-4217pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9558299312183852pt_BR
dc.contributor.authorFerreira, Camyla Regina Dantas
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7200916566714732pt_BR
dc.contributor.referees1Medeiros, Rodolfo Luiz Bezerra de Araújo
dc.contributor.referees2Carreño, Neftalí Lenin Villarreal
dc.contributor.referees3Tranquilin, Ricardo Luís
dc.date.accessioned2024-12-16T22:43:29Z
dc.date.issued2023-06-16
dc.description.abstractMoO3 is an n-type semiconductor with unique properties such as photocatalytic efficiency and different morphologies, thus attracting considerable attention and being studied both alone and in association with other semiconductors with the aim of further improving its properties. C3N4 is another photocatalyst that has attracted attention due to its low bandgap (2.7 eV), allowing absorption of visible light to generate more electron-hole pairs. of the αMoO3/C3N4 hybrid material. The work was divided into three stages. In the first stage, using the spray-pyrolysis synthesis method, syntheses were performed at different precursor concentrations (0.1M, 0.2M and 0.3M), temperatures (600 °C to 1000 °C) and atomizer power (70% and 100%), the flow rate, in turn, was fixed at 3 L/min, the different parameters were used in order to obtain -MoO3 in a single step. Once MoO3 synthesis was optimized, the next step was to use the ultrasonic method (step 2) at different times (5 min, 10 min and 15 min) on the selected sample and analyze the results obtained. With the time for the synthesis with the best results, stage 3 was started, in which the coupling of MoO3 and C3N4 was performed using sonochemical method, obtaining the hybrid material composite MoO3/C3N4. The optimization of the parameters necessary to obtain -MoO3 particles was investigated by X-ray diffraction (XRD). The influence of the parameters involved in the synthesis of α-MoO3 by spray pyrolysis, as well as the effect of the ultrasonic method on morphology, photocatalytic activity and optical properties were investigated by X-ray diffraction (XRD), spectroscopy in the UV-Visible region (UV-Vis), photocatalytic activity, photoluminescence (FL) and field emission scanning electron microscopy (SEM-FEG). The response used to optimize the material after the ultrasonic method was the photocatalytic degradation of methylene blue. The X-ray diffractograms showed the obtainment of an orthorhombic phase -MoO3 with a space group of 62 Pbnm as well as the presence of a hydrated phase in the analyzed samples. The composite samples analyzed presented band gap energy values of 3.09 eV. The MOCN 1 sample showed the best photocatalytic activity, reaching 100% degradation in 300 min. Through micrographs, it was possible to observe the influence of the synthesis parameters and the ultrasonic process itself on the morphology of the samples, variations that influenced the photocatalytic activity and photoluminescence of the samples.pt_BR
dc.description.embargo2024-09-28
dc.description.resumoO MoO3 é um semicondutor do tipo n com propriedades únicas, como a eficiência fotocatalítica e ainda apresenta diferentes morfologias atraindo, assim, considerável atenção e sendo estudado tanto isolado quanto em associação com outros semicondutores com o objetivo de melhorar ainda mais suas propriedades. O C3N4 é outro fotocatalisador que tem atraído atenção por apresentar baixo bandgap (2,7 eV), permitindo absorção de luz visível para geração de mais pares elétron-buraco. Nesta pesquisa foi realizada a otimização das sínteses dos materiais isoladamente e seu acoplamento para a obtenção do material híbrido -MoO3/C3N4. O trabalho foi dividido em três etapas, na primeira etapa, por meio do método de síntese spray-pirólise foram realizadas sínteses a diferentes concentrações de precursor (0,1M, 0,2M e 0,3M), temperaturas (600 °C a 1000 °C) e potência do atomizador (70% e 100%), e a taxa de fluxo foi fixada em 3 L/min. Os diferentes parâmetros foram utilizados visando a obtenção em uma única etapa de -MoO3. Otimizada a síntese do MoO3 a próxima etapa foi a utilização do método sonoquímico (etapa 2) a diferentes tempos (5 min, 10 min e 15 min) na amostra selecionada e análise dos resultados obtidos. De posse do tempo de síntese com melhores resultados, deu-se início à etapa 3 em que por meio da síntese ultrassônica foi feito o acoplamento do MoO3 e C3N4 sendo obtido o compósito de material híbrido MoO3/C3N4. A otimização dos parâmetros necessários à obtenção de partículas de -MoO3 foi investigada por difração de raios-X (DRX). A influência dos parâmetros envolvidos na síntese do α-MoO3 por spray pirólise, assim como o efeito do método ultrassônico sobre morfologia, atividade fotocatalítica e propriedades ópticas foram investigados por difração de raios-X (DRX), espectroscopia na região do UV-Visível (Uv-Vis), atividade fotocatalítica, fotoluminescência (FL) e microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG). A resposta utilizada para otimização do material após método ultrassônico foi a degradação fotocatalítica do azul de metileno. Os difratogramas de raios-X apresentaram a obtenção de fase ortorrômbica -MoO3 com grupo espacial de 62 Pbnm bem como a presença de fase hidratada nas amostras analisada. As amostras de compósitos analisadas apresentaram valores de energia de gap de 3,09 eV. A amostra MOCN 1 apresentou a melhor atividade fotocatalítica, atingindo 100% de degradação em 300 min. Por meio das micrografias foi possível observar a influência dos parâmetros de síntese e do próprio processo ultrassônico na morfologia das amostras, variações estas que influenciaram na atividade fotocatalítica e fotoluminescência das amostras.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationFERREIRA, Camyla Regina Dantas. Otimização dos processos de síntese para obtenção do compósito a- MoO3/C3N4 e estudo de sua atividade fotocatalítica. Orientador: Dr. Mauricio Roberto Bomio Delmonte. 2023. 130f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/60883
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISpt_BR
dc.rightsAcesso Embargadopt_BR
dc.subjectMaterial híbridopt_BR
dc.subjectMolibdêniopt_BR
dc.subjectNitreto de carbonopt_BR
dc.subjectSpray pirólisept_BR
dc.subjectFotocatálisept_BR
dc.subjectfotoluminescênciapt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApt_BR
dc.titleOtimização dos processos de síntese para obtenção do compósito a- MoO3/C3N4 e estudo de sua atividade fotocatalíticapt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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