Sr1-xBaxSnO3 system applied in the photocatalytic discoloration of an azo-dye

International audienceSemiconductor materials have received substantial attention as photocatalysts for controlling water pollution. Among these materials, perovskite-structured SrSnO3 is a promising candidate for this application, whereas BaSnO3 exhibits very low activity. In the present work, Sr1−xBaxSnO3 (x = 0, 0.25, 0.50, 0.75 and 1) was synthesized by solid-state reaction and was applied in the photocatalytic discoloration of the organic dye Remazol Golden Yellow. The perovskite structure was obtained for all compositions of the solid solutions with both Sr2+ and Ba2+ present in the lattice. A remarkable change in the short-range symmetry was observed as the amount of Ba2+ increased, and this change led to a decrease in the band gap of the material. Although the BaSnO3 was not active toward water photolysis, the discoloration induced by this perovskite was twice that induced by SrSnO3. The two materials appear to feature different mechanisms of photodegradation: the direct mechanism prevails in the case of BaSnO3, whereas the indirect mechanism appears to play a key role in the case of SrSnO3

SnO2 Supported on Clay for Synthesis of Biodiesel

Biodiesel production is based on the is transesterification of vegetable oils or animal fat, using homogeneous or heterogeneous catalysts. Wheres, the heterogeneous-based processing presents slower conversions compared to homogenous ones, such processes lead to noncorrosive manufacturing and avoids the occurrence of saponification reactions. Thus, this work aims at evaluating the catalytic activity of the SnO2 supported on vermiculite clay [(Mg, Fe, Al)3(Al, Si)4O10(OH)2.4H2O] for the transesterification of soybean oil. The several catalysts were obtained by impregnation of vermiculite with tin resin, previously synthesized by the polymeric precursor method. All samples were characterized thermal analysis (TG/DTA), X-ray diffraction (XRD), grazing angle XRD, X-ray fluorescence (XRF), scanning electron microscopy (SEM), infrared (IR) and confocal Raman spectroscopy is Biodiesels were synthesized using a molar ratio of 1:10 (soybean oil: ethanol), 5,0 % (wt / wt) catalys treational temperature q 65 °C, besing characterized by dynamic and kinematic viscosities. In this work the vermiculite was treated with nitric acid (HNO3). The leaching process did not modifi, the thermal stability of inorganic solids. XRF date indicates satisfactory impregnation of the catalyst supports by the precursor resins. The XRD patterns identified the presence of cassiterite phase as well as the presence of characteristic phases of clay minerals which was confirmed by grazing incidence XRD. The spectroscopic data indicated the presence of peaks characteristic of the catalytic support as well as the active phase of catalyst (SnO2). The formation of active species (alkoxide) at low temperature, on the surface of catalysts, favored the soybean oil transesterification process. Rheological studies gave preliminary evidence that the catalytic reaction occurred with reduction of 40 % in the viscosity.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESA produção de biodiesel é baseada na transesterificação de óleos vegetais ou gorduras animais, utilizando catalisadores homogêneos ou heterogêneos. O processo de transesterificação heterogênea apresenta conversões mais baixas em comparação com o homogêneo, porém, não apresenta problemas de corrosão e reduz à ocorrência de reações paralelas como saponificação. Neste sentido, este trabalho visa avaliar a atividade catalítica do SnO2 suportado em vermiculita [(Mg, Fe, Al)3(Al, Si)4O10(OH)2.4H2O] para a transesterificação do óleo de soja. Os diversos catalisadores foram obtidos pela impregnação da vermiculita com resina de estanho previamente sintetizada pelo método dos precursores poliméricos. Todas as amostras foram caracterizadas por análise térmica (TG/DTA), difração de raios-X (DRX), DRX de ângulo rasante, fluorescência de raios-X (FRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia vibracional na região do infravermelho (IV), espectroscopia Raman confocal. Os biodieseis foram sintetizados utilizando uma razão molar de 1:10 (óleo de soja: etanol) e 5,0 % (wt/catalisador) em peso, a 65 °C, e cujas caracterizações foram feitas por intermédio de medidas de viscosidade dinâmica e cinemática. Neste trabalho a vermiculita foi submetida a tratamento ácido utilizando ácido nítrico. O processo de lixiviação não causou mudanças na estabilidade térmica do sólido inorgânico. Dados da FRX apresentaram resultados satisfatórios de impregnação dos suportes catalíticos pelas resinas precursoras. Os DRX tanto identificaram a presença da fase cassiterita como também a presença das fases características dos argilominerais, confirmada pelas análises do DRX de ângulo rasante. Os dados espectroscópicos indicaram a presença dos picos típicos do suporte catalítico como também da fase ativa do catalisador (SnO2). A formação da espécie ativa (alcóxido) a baixa temperatura sobre a superfície dos catalisadores favoreceu o processo de transesterificação do óleo de soja comercial. Os estudos reológicos deram uma confirmação preliminar de que ocorreu o fenômeno da catálise, com redução de até 40 % da viscosidade

Sr1-xBaxSnO3 evaluation of photocatalytic powders and thin films obtained by PLD

Barium stannate (BaSnO3) and strontium stannate (SrSnO3) are perovskites type oxyde that have cubic (Pm3m) and orthorhombic (Pbnm) structures, respectively. These materials have received much attention due to their interesting physical and chemical characteristics, leading to a variety of technological applications. In this sense, these two materials were combined to each other in order to obtain powders and thin films of a solid solution, Sr1-xBaxSnO3, with (x = 0, 0.25, 0.50. 0.75 e 1). The solid solution in the of powder presented successive phase transitions ranging from orthorhombic and tetragonal structures to a cubic one with increasing of Ba2+ amount in the composition. These transitions were observed by X-ray diffraction and Rietveld refinement, and confirmed by raman vibrational spectroscopy. Moreover, the crystal structures were also characterized by infrared vibrational spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM) and, vibrational spectroscopy. The different types of crystalline structures compositions of the solid solution had different percentage values against the photodiscoloration of the azo dye Remazol yellow gold -RNL. The results indicated that the direct mechanism is probably the most suitable for the cubic structure (BaSnO3), while the indirect gift for this orthorhombic structure (SrSnO3). Moreover, the thin films obtained from cubic system (BaSnO3) showed different growth associated with crystal structure of the substrate, the film composition and the deposition method used (deposition method by a pulsed laser ablation - PLD). The films deposited on amorphous silica and R-sapphire (Al2O3-012) showed polycrystalline growth while the films deposited on LAO (LaAlO3-100) showed an epitaxial growth (h00). In addition, morphological and photoluminescent properties also had suffered strong influence of the above parameters. Regarding the photoluminescent properties, these seem to be specifically related to the type of growth of the films, ie films deposited on LAO showed photoluminescent emission in the visible region a unlike the films occur due to deposited on silica and sapphire-R where a structural short-range order in the film / substrate interface has not led to photoluminescent emissions. Regarding the photocatalytic properties, the films obtained by PLD and with richer compositions Ba2+ were the most active in discoloration yellow gold remazol dye, reaching a maximum photocatalytic efficiency with polycrystalline film BaSnO3 deposited on R-sapphire 84.4 %. The polycrystalline films Sr1-xBaxSnO3 deposited on substrates amorphous silica and LAO also showed strong activity in discoloration of the dye, being more efficient than the polycrystalline epitaxial films. Keywords: Barium stannate, strontium stannate, PLD, photocatalysis, photoluminescence, remazol yellow gold, thin films, descoloration.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESO estanato de bário (BaSnO3) e o estanato de estrôncio (SrSnO3) são óxidos do tipo perovskita que apresentam estrutura cúbica (mPm3) e ortorrômbica (Pbnm), respectivamente. Estes materiais possuem propriedades químicas bastante interessantes que levam a diversos tipos de aplicações no ramo tecnológico. Portanto, estes dois materiais combinados foram sintetizados tanto na forma de pó quanto de filmes finos com o objetivo de se obter a solução sólida, Sr1-xBaxSnO3, com (x = 0; 0,25; 0,50; 0,75 e 1). A solução sólida na forma de pó apresentou sucessivas transições de fases com o aumento da quantidade do cátion Ba2+ presente no sistema, passando da estrutura ortorrômbica à tetragonal chegando à cúbica. Estas transições foram observadas pelos difratogramas de raios-X e refinamento Rietveld, sendo confirmada por espectroscopia vibracional raman. Ademais, as estruturas cristalinas também foram caracterizadas por espectroscopia vibracional na região do infravermelho (IV), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia vibracional de UV-visível. Os diferentes tipos de estruturas cristalinas das composições da solução sólida apresentaram diferentes valores percentuais frente à fotodescoloração do azo-corante remazol amarelo ouro RNL. Os resultados mostraram que o mecanismo direto provavelmente é o mais indicado para a estrutura cúbica do BaSnO3, enquanto que, o indireto está presente para estrutura ortorrômbica do SrSnO3. Os filmes finos obtidos do sistema cúbico (BaSnO3) apresentaram diferentes tipos de crescimentos associados às estruturas cristalinas dos substratos, composição do filme e com o método de deposição utilizado (método de deposição por ablação a laser pulsado PLD). Os filmes depositados sobre sílica amorfa e safira-R (Al2O3-012) apresentaram crescimento policristalino, enquanto os filmes depositados sobre LAO (LaAlO3-100) apresentaram um crescimento epitaxial (h00). Além disto, as características morfológicas e fotoluminescentes também foram influenciadas pelos parâmetros acima citados. Em relação às propriedades fotoluminescentes, estas especificamente parecem estar relacionadas com o tipo de crescimento dos filmes, ou seja, os filmes depositados sobre LAO apresentaram emissão fotoluminescente na região do visível devido ocorrer uma desordem a curto alcance na interface filme/substrato diferentemente dos filmes depositados sobre sílica e safira-R, onde uma ordem estrutural a curto alcance na interface filme/substrato não conduziu a emissões fotoluminescentes. Em relação às propriedades fotocatalíticas, os filmes obtidos por PLD e os filmes com composições mais ricas em Ba2+ foram os mais ativos na descoloração do corante remazol amarelo ouro, chegando a uma eficiência fotocatalítica máxima com o filme policristalino de BaSnO3 depositado sobre safira-R de 84,4 %. Os filmes policristalinos de Sr1-xBaxSnO3 depositados sobre os substratos de sílica amorfa e LAO também mostrou uma forte atividade na fotodescoloração do corante, sendo os filmes policristalinos mais eficientes que os epitaxiais

Pr 3+ doping at the A-site of La 0.67 Ba 0.33 MnO 3 nanocrystalline material: assessment of the relationship between structural and physical properties and Bean–Rodbell model simulation of disorder effects

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On the role of disorder produced by manganese vacancy at the B site on the structural and magnetic properties of L a 0 .67 B a 0 .33 M n 1-x O 3 nanocrystalline

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MoO3 and Ni-Zn ferrites catalyst and their applications: a scientific and technological vision

The objective of this work was to carry out a literature review of scientific articles published recently on the use of MoO3 and Ni-Zn ferrites as catalysts for biodiesel production, aiming to highlight whether there are studies in the literature reporting the use of MoO3 catalysts supported on Ni ferrite -Zn for biodiesel catalysis applications. The literature review was conducted using the Start software, with a time frame from 2018 to 2023, using the indexed platforms: ScienceDirect, Web of Science and Scopus. As a result, this work showed a wide and consolidated use of ceramic compounds of MoO3 and Ni-Zn ferrites as catalysts in reactions for biodiesel production. The present study also showed a scientific gap in the science of heterogeneous catalysts, since no studies were found that report the use of magnetic catalysts (MoO3/Ni-Zn ferrite), with emphasis on biofuel production.O objetivo deste trabalho foi realizar uma revisão de literatura em artigos científicos publicados recentemente sobre utilização do MoO3 e ferritas de Ni-Zn como catalisadores para produção de biodiesel, visando destacar se há na literatura estudos reportando a utilização de catalisadores de MoO3 suportado em ferrita Ni-Zn para aplicações em catálise para biodiesel. A revisão de literatura foi conduzida por meio do software Start, com recorte temporal de 2018 a 2023, utilizando as plataformas indexadas: ScienceDirect, Web of Science e Scopus. Como resultados, este trabalho evidenciou ampla e consolidada utilização de compostos cerâmicos de MoO3 e ferritas de Ni-Zn como catalisadores em reações para produção de biodiesel. O presente estudo evidenciou também uma lacuna científica na ciência dos catalisadores heterogêneos, uma vez que não foi encontrado estudos que reportem a utilização catalisadores magnéticos (MoO3/ferrita Ni-Zn), com ênfase na produção de biocombustível

MoO3/ironepinelium catalyst supported on ornamental rock residues with potential application in biodiesel production

The search for environmentally correct fuels has been gaining momentum/prominence in scientific research, for example, using oils or fats of animal/vegetable origin and commercial/residual oils. These oils consist primarily of free fatty acids with high energy power and can be converted into fatty acid esters (biodiesel) using highly efficient and recyclable heterogeneous catalysts. Among the heterogeneous catalysts most used in the conversion of biodiesel, two are worth mentioning: MoO3 and ferrospinels. The first is because it contains in its structure, especially the orthorhombic, acidic active sites of Lewis and Brönsted-Lowry, and the second is because they have high specific surface areas and adequate magnetic characteristics that allow the recovery of the medium. Another interesting point is the use of residues for catalysis that has been highlighted, as they are materials that contain metals such as Fe, K, Si, Mg, Na, and Ti in their composition, which accelerate reactions. Thus, in this sense, this article proposes to carry out a bibliographical survey of the literature in experimental scientific papers and published reviews on the use of MoO3 and ferrospinels as heterogeneous catalysts supported on waste from cut ornamental rocks (granite/marble) for the production of biodiesel, which is the core of this search, on the online data platforms Science Direct (Elsevier) and Web of Science covering the period from 2016 to April 2023, using the Start software (State of the Art through Systematic Review). The results revealed a quantitative of 223 articles in general, in which 62 were accepted, and 161 were rejected. While in the review extraction stage, 22 papers were accepted, and 40 were rejected. In addition, the review revealed that most of the catalysts and catalytic supports used for the production of biodiesel with oils are oxides, nothing specifically informing the use of waste from cuts of ornamental rocks (granite/marble) as a host material (support) for the catalysts MoO3 and ferrospinels aiming the production of biodiesel. Therefore, meaning that it is not possible to use this type of residue as a support for catalysts, but rather that there may be a lack of research investigating this application.RESUMO A busca por combustíveis ambientalmente corretos vem ganhando impulso/destaque em pesquisas científicas, por exemplo, que utilizam óleos ou gorduras de origem animal/vegetal e óleos comerciais/residuais. Esses óleos são constituídos em sua maior parte por ácidos graxos livres, os quais possuem alto poder energético, e podem ser passíveis de conversão em ésteres de ácidos graxos (biodiesel) mediante utilização de catalisadores heterogêneos altamente eficientes e passíveis de reciclagem. Dentre os catalisadores heterogêneos mais utilizados na conversão de biodiesel dois merecem destaque: o MoO3 e ferroespinélios. O primeiro por conter em sua estrutura, sobretudo a ortorrômbica, sítios ácidos ativos de Lewis e Brönsted-Lowry e o segundo por apresentarem elevadas áreas superficiais específicas e características magnéticas adequadas que possibilitam a recuperação do meio. Outro ponto interessante, é o uso de resíduos para catálise que vem se destacando, por serem materiais que contêm em sua composição metais como Fe, K, Si, Mg, Na e Ti, que aceleram as reações. Assim, nesse sentido, esse artigo propõe realizar um levantamento bibliográfico da literatura em artigos científicos experimentais e de revisões publicados sobre uso do MoO3 e ferroespinélios como catalisadores heterogêneos suportados em resíduos provenientes dos cortes de rochas ornamentais (granito/mármore) para produção de biodiesel, que é o cerne desta busca, nas plataformas online de dados Science Direct (Elsevier) e Web of Science compreendendo o período de 2016 a abril de 2023, utilizando o software Start (State of the Art through Systematic Review). Os resultados revelaram um quantitativo de 223 artigos no geral, em que 62 destes foram aceitos e 161 rejeitados. Enquanto na etapa de extração da revisão, 22 artigos foram aceitos, e 40 deles foram rejeitados. Ademais, a revisão revelou que a maioria dos catalisadores e suportes catalíticos empregues para produção do biodiesel com óleos são óxidos, nada informando especificamente a utilização dos resíduos provenientes dos cortes de rochas ornamentais (granito/mármore) como material hospedeiro (suporte) para os catalisadores MoO3 e ferroespinélios objetivando a produção de biodiesel. Logo, significando que não seja possível usar esse tipo de resíduo como suporte para catalisadores, mas sim que pode haver a falta de pesquisas que investiguem essa aplicação