Síntese, caracterização e avaliação das propriedades fotocatalíticas de nanopartículas de Bi2WO6 e Bi2WO6׃ x% Zn+2

dc.contributor.advisorMotta, Fabiana Villela da
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.authorIDhttps://orcid.org/0000-0003-2486-5837pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5053372623203630pt_BR
dc.contributor.referees1Delmonte, Maurício Roberto Bomio
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9558299312183852pt_BR
dc.contributor.referees2Costa, Maria Carolina Burgos
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4409025248163428pt_BR
dc.date.accessioned2021-09-20T12:23:20Z
dc.date.available2021-09-20T12:23:20Z
dc.date.issued2021-09-09
dc.description.abstractNanostructured materials have been widely studied, not only for their new properties and possible technological applications, but also in the search for a better understanding of the physical and chemical aspects caused by their reduced dimensions. The application of new synthesis routes for nanostructured materials has led to materials with peculiar characteristics, which are responsible for the emergence of new properties and applications. In particular, tungstates have aroused great interest in recent decades as they play a fundamental role in emerging technologies for applications in sectors ranging from the environment, through the development of new catalysts, to energy, such as through the development of materials with optical properties for application in solid-state lighting devices. The physicochemical properties of tungstates are closely dependent on the synthesis method used and the morphology obtained by the particles. In this context, this work aims to carry out the synthesis, characterization and evaluation of the photocatalytic properties of bismuth tungstate nanoparticles, both in its simplest form Bi2WO6 and zinc-doped Bi2WO6׃ x% Zn+2 at 1%, 2%, 4% and 8%. The chemical synthesis used in this work was the sonochemical method, at pH 7 for 15 minutes, which proved to be efficient in obtaining nanoparticles. The samples were characterized structurally by the X-ray diffraction technique (XRD) and morphologically by the field emission scanning electron microscopy technique (FEG-SEM). The photocatalytic properties of the samples were investigated from the degradation of methylene blue (MB) and Rhodamine B (RhB) dyes and their quantification was performed by the UV-visible (UV-Vis) spectroscopy technique. The XRD results indicated the formation of the orthorhombic phase of bismuth tungstate, according to JCPDS Card No. 39-256. There was no secondary phase formation, indicating that doping was successful. The UV-Vis analysis showed that with Zn+2 doping there was a shift of the absorption edge towards the red region. Egap values experienced small variations due to the appearance of defects in the network. The FEG-SEM of the samples revealed particles with irregularly shaped, spheroidal and rod-shaped morphologies. Bi2WO6-pure showed the best photocatalytic performance in the two dyes tested due to the higher efficiency of separation of charges generated by irradiation (UV). Bi2WO6-pure degraded 82% of MB and 57% of RhB, and showed a better performance in decreasing the concentration of MB dye when subjected to UV radiation.pt_BR
dc.description.resumoOs materiais nanoestruturados vêm sendo amplamente estudados, não somente pelas novas propriedades e suas possíveis aplicações tecnológicas, mas também pela busca de um melhor entendimento dos aspectos físicos e químicos causados por suas reduzidas dimensões. A aplicação de novas rotas de síntese de materiais nanoestruturados tem levado a obtenção de materiais com características peculiares, que são responsáveis pelo surgimento de novas propriedades e aplicações. Particularmente, os tungstatos têm despertado grande interesse nas últimas décadas, pois tem papel fundamental em tecnologias emergentes para aplicações em setores que vão desde a área ambiental através do desenvolvimento de novos catalisadores, passando pela área energética com o desenvolvimento de materiais com propriedades óticas para aplicação em dispositivos de iluminação no estado sólido. As propriedades físico-químicas dos tungstatos são intimamente dependentes do método de síntese empregado e da morfologia obtida pelas partículas. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo realizar a síntese, caracterização e avaliação das propriedades fotocatalíticas de nanopartículas de tungstato de bismuto tanto em sua forma mais simples Bi2WO6 quanto dopado com zinco Bi2WO6׃ x% Zn+2 a 1%, 2%, 4% e 8%. A síntese química utilizada neste trabalho foi o método sonoquímico, em pH 7 por 15 minutos, que se mostrou eficiente na obtenção das nanopartículas. As amostras foram caracterizadas estruturalmente pela técnica de difração de raios X (DRX) e morfologicamente pela técnica de microscopia eletrônica de varredura de emissão de campo (MEV-FEG). As propriedades fotocatalíticas das amostras foram investigadas a partir da degradação dos corantes Azul-de-Metileno (AM) e Rodamina B (RhB) e sua quantificação realizada pela técnica de espectroscopia de UV-visível (UV-Vis). Os resultados de DRX indicaram a formação da fase ortorrômbica do tungstato de bismuto, de acordo com a carta JCPDS N°39-256. Não houve formação de fase secundária, indicando que a dopagem foi bem-sucedida. A análise de UV-vis mostrou que com a dopagem do Zn+2 houve desvio da borda de absorção para região do vermelho. Valores de Egap sofreram pequenas variações devido ao surgimento de defeitos na rede. O MEV-FEG das amostras revelou partículas com morfologias em formatos irregulares, esferoidizados e em bastões. Bi2WO6-(puro) apresentou o melhor desempenho fotocatalítico nos dois corantes testados devido à maior eficiência de separação de cargas fotogeradas pela irradiação (UV). Bi2WO6-(puro) degradou 82% do AM e 57% do RhB e apontou um melhor desempenho na diminuição da concentração do corante AM quando submetido a radiação UV.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPESpt_BR
dc.identifier.citationWILSON, Rebecca Roberta Ysraelle Oliveira Verde. Síntese, caracterização e avaliação das propriedades fotocatalíticas de nanopartículas de Bi2WO6 e Bi2WO6׃ x% Zn+2. 2021. 81f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/34332
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentCentro de Tecnologiapt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programEngenharia de Materiaispt_BR
dc.subjectNanopartículas (NPs)pt_BR
dc.subjectTungstato de Bismutopt_BR
dc.subjectZn+2pt_BR
dc.subjectPropriedades Fotocatalíticaspt_BR
dc.subjectProcessos Oxidativos Avançados (POAs)pt_BR
dc.titleSíntese, caracterização e avaliação das propriedades fotocatalíticas de nanopartículas de Bi2WO6 e Bi2WO6׃ x% Zn+2pt_BR
dc.title.alternativeSynthesis, characterization and evaluation of photocatalytic properties of Bi2WO6 and Bi2WO6׃ x% Zn+2 nanoparticlespt_BR
dc.typebachelorThesispt_BR

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Trabalho de Conclusão de Curso de Rebecca Roberta Ysraelle Oliveira Verde Wilson
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