DAWSON, M.

RIBEIRO, C.

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1nai~ da 1 Jornada ( l( ntittca . Embrapa '1(/1,t nrlos - ()lI, e Of)de agosto tie }flllEmbrapa Pecuária Sudeste c Embratia lnstrumentaçao - vao Carlos - 'iP - BrasilAvaliação da atividade fotocatalítica de nanopartículas de TiOz dopadoscom nitrogênioMargaret Dawson I;Gabriela Byzynski Soares"; Caue Ribeiro"IAluna de mestrado em Engenharia de Materiais, Universidade Federal de São Carios, São Carlos, SP,missmargaretdawson@gmail.com.2 Aluna de Pós-doutorado em Química, Universidade Federal de São Carlos, SP.3 Pesquisador, Embrapa Instrumentação, São Carlos, SP.As propriedades intrínsecas de Ti02 como a estabilidade química, não toxicidade e baixocusto contribuem para a utilização do semicondutor na degradação fotocatalítica desubstâncias orgânicas. Porém, o bandgap característico de 3,2 eV cria uma limitação para ouso eficiente do catalisador no espectro solar. Assim, os catalisadores de Ti02 dopados comnitrogênio representam uma área de grande interesse no desenvolvimento de catalisadoresativos na faixa de luz visível.Um aspecto importante é o processo de dopagem de Ti02 poisdetermina o estado de nitrogênio (intersticial ou substitucional) e a quantidade de nitrogênio,que diretamente afetam a atividade fotocatalítica. Assim, varias condições de pré-calcinaçãoem ar foram estabelecidas antes da caIcinação em atmosfera de nitrogênio, para avaliar comoa caIcinação afeta o estado de nitrogênio e a atividade fotocatalítica. Neste trabalho, sãoapresentadas as atividades fotocatalíticas de nanopartículas preparadas através de um métodode sol-gel modificado, o método de precursores poliméricos, porém com um enfoque na etapade calcinação antes da dopagem com nitrogênio. As condições de pré-calcinação são: 400°Cpor 2h (AMS 1),380 °C por 6h (AMS 2) , 350°C por 12h (AMS 3), 350 ° C por 6h (AMS 4),e as nanopartículas dopadas foram caracterizadas por difração de raios-X, área superficial(BET), refletância difusa, espectroscopia de Raman e espectroscopia de fótons elétronsexcitados por raios-X (XPS). As nanopartículas são todas de fase anatase, efetivamentedopados com nitrogênio e apresentam diminuição de bandgap. Experimentos fotocatalíticosutilizando as nanopartículas (N:Ti02) foram realizados com soluções de atrazina e rodamina-B, separadamente, com irradiação ultravioleta (UVC) e visível (vis). As constantes de cinéticade degradação revelam que AMS 3 e 1 foram mais fotoativas em luz visível e AMS I e 2 emregião ultravioleta. Em geral, as amostras pré-calcinadas por tempo prolongado e altastemperaturas apresentaram boa atividade fotocatalítica. A influência das espécies de N(intersticial e substitucional), assim como a razão entre elas, na atividade fotocatalítica foiavaliada pelo coeficiente de correlação de Pearson, revelando que N intersticial apresentacorrelação positiva com atividade fotocatalítica sob irradiação UVC e vis. Em contrapartida,N substitucional apresenta correlação negativa. Além disso, a razão entre N substitucional eintersticial indica uma forte correlação negativa tanto para a atividade fotocatalítica no UVCquanto no visível. Portanto, o estado de nitrogênio na rede cristalina de Ti02, seja intersticialou substitucional, influenciaram a atividade fotocatalítica das amostras, podendo serempregado condições de pré-calcinação como uma futura opção para dopagem seletiva(intersticial ou substitucional) de nanoparticulas de Ti02• Em todos os casos, a quantidade deN substitucional deve ser controlada para obter melhores propriedades fotocatalíticas.Apoio financeiro: Embrapa, PIDIQ/CNPq Processo 80019312012-1.Área: Novos Materiais.33

Avaliação da atividade fotocatalítica de nanopartículas de TiO2 dopados com nitrogênio.

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