Estudo das propriedades de fotocatálise e fotoluminescência da heteroestrutura BaMoO4/g-C3N4 sintetizados pelo método solvotérmico assistido por micro-ondas
dc.contributor.advisor | Delmonte, Mauricio Roberto Bomio | |
dc.contributor.advisor-co1 | Motta, Fabiana Villela da | |
dc.contributor.advisor-co1ID | https://orcid.org/0000-0002-3523-737X | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9918299069511517 | pt_BR |
dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0001-9016-4217 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/9558299312183852 | pt_BR |
dc.contributor.author | Pinheiro, Viviane da Silva | |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/6666417052865525 | pt_BR |
dc.contributor.referees1 | Silva, Elson Longo da | |
dc.contributor.referees2 | Bort, Juan Manuel Andrés | |
dc.contributor.referees3 | Tranquilin, Ricardo Luís | |
dc.date.accessioned | 2024-06-14T11:38:23Z | |
dc.date.issued | 2024-02-29 | |
dc.description.abstract | Heterogeneous photocatalysis has been used for some years for the degradation of effluents. In this approach, the electronic band structure makes semiconductor type materials used as catalysts. However, degradation of organic dyes is damaged by the rapid recombination of charge carriers in semiconductors. One way to solve it is to promote the formation of heterostructures to improve particle properties. Among the various materials, barium molybdate has been highlighted due to its excellent properties and possibility of application in several areas. BaMoO4/xg-C3N4 heterostructures (x= 0.3 and 0.5 grams) were synthesized by the coprecipitation method followed by microwave-assisted solvothermal at 140 °C for 30 minutes. To employ the solvothermal method, 1,4 - butanediol alcohol was used as solvent. Then, analyzes were carried out to characterize the structure by X-ray diffraction (DRX), Raman scattering spectroscopy, morphological analysis by scanning electron microscopy by field emission (FEG-MEV), optical properties by means of the UVVis spectrophotometer, and investigation of the photocatalysis activity under UV radiation in the decontamination of simulated organic pollutants with Methylene Blue/AM (cationic) and Crystal Violet/VC (cationic). XRD diffractograms show that the microwave assisted solvothermal method is efficient for obtaining BaMoO4 particles and heterostructures with well defined peaks, showing high crystallinity without a secondary phase. The micrographs showed irregularly shaped BaMoO4 particles with a mean diameter between 168.84 and 240.86 nanometers. The gap energy measured by the direct method ranged from 4.63 – 4.70 eV for pure BaMoO4 samples and from 3.33 – 3.50 eV for BaMoO4/xg-C3N4. The heterostructures showed improved efficiency, achieving degradation rates of 95,17% for crystal violet and 95,16% for methylene blue, in contrast to the 25% and 19%, respectively, observed in pure BaMoO4 samples. In reuse tests with 4 consecutive cycles, the samples showed good photocatalytic capacity. Photoluminescence spectra were obtained at room temperature and revealed a blue emission peak for all samples when excited at 355 nm. | pt_BR |
dc.description.embargo | 2025-04-16 | |
dc.description.resumo | A fotocatálise heterogênea vem sendo empregada há alguns anos para degradação de compostos orgânicos com sucesso que torna importante o estudo de novos materiais fotocatalíticos. Nessa abordagem, a estrutura eletrônica de bandas faz com que materiais do tipo semicondutor sejam utilizados como catalisadores. No entanto, a degradação de corantes orgânicos é prejudicada pela rápida recombinação dos portadores de carga nos semicondutores. Uma maneira de resolver é promovendo a formação de heteroestruturas para aprimoramento das propriedades partículas. Dentre os diversos materiais, o molibdato de bário vem se destacado devido às suas ótimas propriedades e possibilidade de aplicação em várias áreas. Neste trabalho, heteroestruturas de BaMoO4/xg-C3N4 (X= 0,3 e 0,5 gramas) foram sintetizadas pelo método de co-precipitação seguido do método solvotérmico assistido por micro-ondas com temperatura de 140 °C durante 30 minutos. Para empregar o método solvotérmico foi utilizado o álcool 1,4 - butanediol como solvente. Em seguida, foram realizadas análises de caracterização da estrutura por difração de raios – X (DRX), espectroscopia de espalhamento Raman, análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG), propriedades óticas por meio do espectrofotômetro de UV-Vis, e investigação da atividade de fotocatálise sob radiação UV na descontaminação de poluentes orgânicos com Azul de Metileno/AM (catiônico) e Violeta Cristal/VC (catiônico). Os difratogramas de DRX mostraram que o método solvotérmico assistido por micro-ondas é eficiente para obtenção de partículas de BaMoO4 e heteroestruturas com picos bem definidos apresentando alta cristalinidade sem fase secundária. As micrografias apresentaram partículas de BaMoO4 de formato irregular com diâmetro médio entre 168,84 e 240,86 nanômetros. A energia de gap medido pelo método direto variou de 4,63 – 4,70 eV para as amostras puras de BaMoO4 e de 3,33 – 3,50 eV para BaMoO4/xg-C3N4. As heteroestruturas apresentaram uma eficiência aprimorada, alcançando taxas de degradação de 95,17% para o violeta cristal e 95,16% para o azul de metileno, em contraste com os 25% e 19%, respectivamente, observados nas amostras puras de BaMoO4. Nos testes de reuso com 4 ciclos consecutivos as amostras apresentaram boa capacidade fotocatalítica. Os espectros de fotoluminescência foram obtidos à temperatura ambiente e revelaram um pico de emissão na cor azul para todas as amostras quando excitadas a 355 nm. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
dc.identifier.citation | PINHEIRO, Viviane da Silva. Estudo das propriedades de fotocatálise e fotoluminescência da heteroestrutura BaMoO4/g-C3N4 sintetizados pelo método solvotérmico assistido por micro-ondas. Orientador: Dr. Mauricio Roberto Bomio Delmonte. 2024. 104f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024. | pt_BR |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/58476 | |
dc.language | pt_BR | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFRN | pt_BR |
dc.publisher.program | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.subject | Molibdato de bário | pt_BR |
dc.subject | Nitreto de carbono grafítico | pt_BR |
dc.subject | Método solvotérmico | pt_BR |
dc.subject | Fotocatálise | pt_BR |
dc.subject | Fotoluminescência | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA | pt_BR |
dc.title | Estudo das propriedades de fotocatálise e fotoluminescência da heteroestrutura BaMoO4/g-C3N4 sintetizados pelo método solvotérmico assistido por micro-ondas | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
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