Desenvolvimento de compósitos ZnC2O4/xerogel de carbono para degradação fotocatalítica de azul de metileno sob radiação solar

O desenvolvimento de novos compósitos oxalato de zinco (ZnC2O4)/xerogel de carbono para aplicações fotocatalíticas foi avaliado. O uso do xerogel de carbono é justificado por sua alta condutividade, que facilita a separação de cargas geradas na estrutura do oxalato de zinco. A eficiência fotocatalítica dos materiais foi avaliada pela decomposição do azul de metileno. Os materiais foram produzidos pela dispersão do oxalato de zinco em gel de carbono, durante sua policondensação em meio ácido. Os difratogramas de raios-X evidenciam a existência da fase β-ZnC2O4  no compósito desenvolvido. O material apresenta significativa absorção de radiação na faixa de comprimentos de onda visível. O compósito apresentou degradação completa do azul de metileno (10 mg L-1, 0.5 L) no sistema após 3 h sob luz solar simulada, com dosagem de 50 mg L-1 de catalisador, evidenciando o potencial uso desse material em processos de tratamento de efluentes. Palavras-chave: Oxalato de Zinco. Xerogel de carbono. Fotocatálise

Application of a new lignin/cellulose carbon xerogel/ZnO/Bi2O3/Bi° composite photocatalyst for the degradation of bisphenol-A under sunlight

This work proposed the study of a new lignin/cellulose carbon xerogel/ZnO/Bi2O3/Bi° composite photocatalyst for the degradation of bisphenol-A under sunlight. The reasoning behind the application of each component is based on the formation of multiple heterojunctions (p-n heterojunction between semiconductors, metal-semiconductor heterojunction, and carbon-semiconductor heterojunction) to hinder the recombination of photogenerated charges during the photocatalytic process. The lignin/cellulose carbon xerogel was employed as both a solid electron mediator and a reducing agent, promoting the reduction of the bismuth oxide into metallic bismuth. The results obtained from the characterization tests confirm the formation of all the intended phases in the hybrid photocatalyst. Furthermore, the inclusion of the carbon xerogel led to morphological modifications such as the formation of plate-like particles and the increase of specific surface area. The efficient formation of the heterojunctions between the composing phases of the hybrid composite led to an enhanced photocatalytic activity for the degradation of the bisphenol-A (BPA) molecule, under both simulated sunlight and visible light. The optimized composite achieved 84% degradation of the BPA under simulated sunlight and 27% under visible light irradiation, which is a great improvement in comparison to the pure ZnO, which obtained 55% degradation under simulated sunlight and 19% degradation under visible light. The enhanced photocatalytic activity of the lignin/cellulose carbon xerogel/ZnO/Bi2O3/Bi° composite was further verified by chronoamperometry tests, which evidenced its greater photocurrent generation capabilities