Fotodegradação de corante textil azul RB 250 e produção Fotocatalítica de H2 utilizando TiO2 Nano suportado em Zeolita ZSM-5 / RB 250 blue dye photodegradation and H2 Photocatalytic production using TiO2 Nano supported on Zeolite ZSM-5

Os processos oxidativos avançados (POAs) são uma alternativa promissora para o tratamento de efluente têxteis, principalmente se combinado a produção fotocatalítica de hidrogênio. O objetivo deste trabalho foi a  aplicação da fotocatálise heterogênea no tratamento do efluente têxtil sintético e posterior produção fotocatalítica de hidrogênio utilizando radiação artificial UV, utilizando como catalisador TiO2 nano particulado, suportados na zeólita ZSM-5 com 5 e 10% de fase ativa. Os catalisadores suportados foram caracterizados para identificação das propriedades texturais, estruturais e morfológicas, esses foram utilizados na degradação fotocatalítica do corante azul reativo RB250 no reator em batelada com reciclo e para produção de hidrogênio no reator em batelada. Os fotocatalisadores que apresentaram apresentaram descoloração do corante em 100% nos primeiros minutos de reação. A mineralização do efluente foi avaliada  e como todos os catalisadores foi obtido mineralização superior a 80%. Na produção de H2 o catalisador puro comercial se mostrou ser mais eficiente ques os catalisadores suportados na zeólita, obetendo uma produção de 11.05 µmol H2.gcat-1 sendo 50% mais eficiente que os catalisadores com 5 e 10% de fase ativa, os quais apresentaram um perfil de produção bastante próximos

Mechanochemical Synthesis Of Anatase-Rutile Phases At Ball Milling In Different Conditions And Its Cause And Effect On A Photo- Oxidation Process / Síntese mecanoquímica das fases anatase-rutilo em um moinho de bolas em diferentes condições e suas causas e efeitos em um processo de foto-oxidação

This study aims to evaluate the effect of the grinding parameters applied to TiO2 comminution, which forms a heterojunction of anatase-rutile phases and reduces markedly the size particle. This material is a well-knowm photocatalyst in environmental issues such as degradation of synthetic dyes, mainly due to the large surface area and oxidative radicals generations ability. The influence of time, rotational speed and the solvent was investigated in the grinding process. Catalysts were prepared by a deposition method and were characterized by XRD, textural analysis (BET area), potential electrophoretic, photoacoustic and Mössbauer spectroscopy. The comminution procedure reduced the size of TiO2 crystallites from 87 nm to 22 nm as well as the surface area and pore diameter. The best photocatalytic activity was for TiO2 comminuted for 10 min and 300 rpm in a dry medium supported on ZSM-5. It was registered that the photoactivity of TiO2 decreased with the transition of anatase to rutile phase and also by the iron oxides insertion during the comminution process. This study has a great technologic contribution because it elucidates primary issues on the particle sizes reduction in the catalysts production, whose function is to have a better metal distribution on the support’s surface.Este estudo tem como objetivo avaliar o efeito dos parâmetros de moagem aplicados à cominuição do TiO2, que forma uma heterojunção das fases anatase-rutilo e reduz acentuadamente o tamanho da partícula. Este material é um fotocatalisador bem conhecido em questões ambientais como degradação de corantes sintéticos, principalmente devido à grande área superficial e capacidade de geração de radicais oxidativos. A influência do tempo, da velocidade de rotação e do solvente foi investigada no processo de moagem. Os catalisadores foram preparados pelo método de deposição e caracterizados por XRD, análise textural (área BET), eletroforese potencial, fotoacústica e espectroscopia Mössbauer. O procedimento de cominuição reduziu o tamanho dos cristalitos de TiO2 de 87 nm para 22 nm, bem como a área de superfície e o diâmetro dos poros. A melhor atividade fotocatalítica foi para TiO2 cominuído por 10 min e 300 rpm em um meio seco suportado em ZSM-5. Foi registrado que a fotoatividade do TiO2 diminuiu com a transição da fase anatase para rutilo e também pela inserção de óxidos de ferro durante o processo de cominuição. Este estudo tem uma grande contribuição tecnológica, pois elucida questões primárias sobre a redução do tamanho das partículas na produção de catalisadores, cuja função é ter uma melhor distribuição do metal na superfície do suporte

Photocatalytic water splitting with noble-metal free cocatalysts for a comprehensive study of two nonidentical photoreactors designs

Here, the authors (i) discuss the most prominent co-catalyst for H2 generation struc tured in the form of Me-TiO2/MCM-41 (Me: Ag, Co, Cu, Ni) based on structural, electronic, textural, morphological and optical characterization techniques, such as XRD, wide and small angle, XPS, Fourier-transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, B.E.T., textural analysis, photoacoustic spectroscopy and photo luminescence spectroscopy; and (ii) evaluate the difference in hydrogen production in two distinct geometric reactors based on a theoretical study of light distribution inside the reactors supported by the experimental quantum yield calculation. As a result, copper-doped photocatalyst generated higher hydrogen amount compared to the others. The high photocatalyst performance was due to the greater lamp spec trum absorption, marked by the low bandgap value, and high photoactivity justified by the low rate of electronic recombination. The hydrogen generation in the quartz reactor was seven times higher than the annular one, and when at maximum light power, it is comparable to the most sophisticated reaction systems found in litera ture. The larger light exposure area per unit volume of the quartz reactor compared to the annular one is the reason why it obtained better results due to the lower emit ted photon blockade, with a 1.81% apparent quantum yield

Nanocomposites of Nb2O5 and ZnO with reduced graphene oxide for heterogeneous photocatalysis of dyes

The removal of organic pollutants from water is a significant challenge in environmental remediation. In this study, the potential of ZnO and Nb2O5 semiconductors with the impregnation of three percentages of reduced graphene oxide (rGO) as efficient photocatalysts for the degradation of methylene blue (MB) dye aqueous solutions was investigated in a UV mini-reactor. The heterostructures were synthesized by hydrothermal method and characterized by analytical techniques, such as XRD, XPS, ATR-FTIR, Raman, TEM, N2 physisorption, photoacoustic, photoluminescence, and pHZPC. Both rGONb2O5 and rGOZnO catalysts demonstrated considerable photocatalytic activity, resulting in the degradation of MB within a relatively short time period

Photocatalytic water splitting with noble‐metal free cocatalysts for a comprehensive study of two nonidentical photoreactors designs

Here, the authors (i) discuss the most prominent co-catalyst for H2 generation struc tured in the form of Me-TiO2/MCM-41 (Me: Ag, Co, Cu, Ni) based on structural, electronic, textural, morphological and optical characterization techniques, such as XRD, wide and small angle, XPS, Fourier-transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, B.E.T., textural analysis, photoacoustic spectroscopy and photo luminescence spectroscopy; and (ii) evaluate the difference in hydrogen production in two distinct geometric reactors based on a theoretical study of light distribution inside the reactors supported by the experimental quantum yield calculation. As a result, copper-doped photocatalyst generated higher hydrogen amount compared to the others. The high photocatalyst performance was due to the greater lamp spec trum absorption, marked by the low bandgap value, and high photoactivity justified by the low rate of electronic recombination. The hydrogen generation in the quartz reactor was seven times higher than the annular one, and when at maximum light power, it is comparable to the most sophisticated reaction systems found in litera ture. The larger light exposure area per unit volume of the quartz reactor compared to the annular one is the reason why it obtained better results due to the lower emit ted photon blockade, with a 1.81% apparent quantum yield