Optimização da degradação fotocatalítica do levofloxacino através da heteroestrutura de Bi2WO6/CuO

dc.contributor.advisorMotta, Fabiana Villela da
dc.contributor.advisor-co1Delmonte, Mauricio Roberto Bomio
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0002-3523-737Xpt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9918299069511517pt_BR
dc.contributor.authorWilson, Rebecca Roberta Ysraelle Oliveira Verde
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5053372623203630pt_BR
dc.contributor.referees1Bohn, Felipe
dc.contributor.referees2Lovisa, Laura Ximena
dc.date.accessioned2024-11-05T20:56:40Z
dc.date.issued2024-07-31
dc.description.abstractThe improper disposal of pharmaceutical waste containing antibiotics contaminates aquatic systems, promoting the emergence of antibiotic-resistant superbugs. Heterogeneous photocatalysis (HP) and binary heterostructures emerge as promising strategies to efficiently degrade these contaminants. In this study, a CuO nanosheets structure was decorated with Bi2WO6 nanoflower to form Bi2WO6/CuO n-p heterostructures through a simple two-step process using a microwave-assisted hydrothermal approach (MWHA). The synthesized photocatalysts were evaluated through the degradation of the antibiotic levofloxacin as the target pollutant under solar irradiation. The optical properties and structural morphology of the BWO/CuO photocatalysts were demonstrated. The XRD and FT-IR results corroborate, indicating the crystallinity and purity of the samples obtained by MWHA. The X-ray diffractograms showed the presence of crystalline phases of orthorhombic β-Bi2WO6 and monoclinic β-CuO, with no secondary phases. The FEG-SEM images of the heterostructures revealed a morphology resembling a three-dimensional flower with aggregated nanosheets, which are derived from the pure samples. BET analyses indicated that the BW/Cu-10 sample has the largest surface area among the heterostructures, which explains its superior photocatalytic performance. The degradation of levofloxacin by BW/Cu-10 achieved 95% efficiency in 120 minutes. The enhanced photocatalytic abilities of the BWO/CuO heterostructures were attributed to the construction of an np heterojunction, effective charge separation according to the n-p type mechanism, and prolonged carrier lifetime, which efficiently suppressed the recombination of photoinduced electron/hole pairs. The obtained BWO/CuO heterostructures were stable over four consecutive cycles with almost constant degradation capacity. Therefore, due to their promising photocatalytic abilities, BWO/CuO are suitable photocatalysts for environmental treatment applications.pt_BR
dc.description.embargo2025-09-13
dc.description.resumoO descarte inadequado de resíduos farmacêuticos contendo antibióticos contamina sistemas aquáticos, promovendo o aparecimento de superbactérias resistentes. A fotocatálise heterogênea (FH) e as heteroestruturas binárias emergem como estratégias promissoras para degradar esses contaminantes de forma eficiente. Neste estudo, uma estrutura de nanofolhas de CuO foi decorada com nanoflores de Bi2WO6 para formar heteroestruturas n-p de Bi2WO6/CuO através de um processo simples em duas etapas, utilizando uma abordagem hidrotermal assistida por micro-ondas (SHAM). Os fotocatalisadores sintetizados foram avaliados através da degradação do antibiótico levofloxacino como poluente alvo sob irradiação solar. As propriedades ópticas dos fotocatalisadores BWO/CuO foram avaliadas por UV-Vis e FL, enquanto a morfologia estrutural foi analisada por MEV-FEG. Os resultados de DRX e FT-IR corroboram, indicando a cristalinidade e a pureza das amostras obtidas pela SHAM. Os difratogramas de Raios-X mostraram a obtenção de fases cristalinas de β-Bi2WO6 ortorrômbica e β-CuO monoclínica, sem presença de fases secundárias. As imagens de MEV-FEG das heteroestruturas revelaram uma morfologia que se assemelha a uma flor tridimensional com nanofolhas aglomeradas, as quais são derivadas das amostras puras. Análises de BET indicaram que a amostra BW/Cu-10 possui a maior área superficial entre as heteroestruturas, o que explica seu desempenho fotocatalítico superior. A degradação do levofloxacino por BW/Cu-10 atingiu 95% de eficiência em 120 minutos. As capacidades fotocatalíticas aprimoradas das heteroestruturas BWO/CuO foram atribuídas à construção de uma heterojunção n–p, à separação eficaz de cargas de acordo com o mecanismo do tipo n-p e ao tempo de vida prolongado dos portadores, o que suprimiu eficientemente a recombinação de elétrons/buracos fotoinduzidos. As heteroestruturas BWO/CuO obtidas foram estáveis durante quatro ciclos consecutivos com capacidade de degradação quase constante. Portanto, devido às suas promissoras capacidades fotocatalíticas, BWO/CuO são fotocatalisadores adequados para aplicações de tratamento ambiental.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationWILSON, Rebecca Roberta Ysraelle Oliveira Verde. Optimização da degradação fotocatalítica do levofloxacino através da heteroestrutura de Bi2WO6/CuO. Orientadora: Dra. Fabiana Villela da Motta. 2024. 138f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/60506
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.subjectHeteroestruturapt_BR
dc.subjectFotocatálisept_BR
dc.subjectTungstato de bismutopt_BR
dc.subjectÓxido de cobrept_BR
dc.subjectLevofloxacinopt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApt_BR
dc.titleOptimização da degradação fotocatalítica do levofloxacino através da heteroestrutura de Bi2WO6/CuOpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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