Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5440.pdf: 2230196 bytes, checksum: 48fe971bccc7cda2f8a8909b3df52e34 (MD5) Previous issue date: 2013-08-01 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this study, the use of niobium oxide nanoparticles (Nb2O5) prepared through the OPM method as photocatalysts for the degradation of pollutants was investigated, describing the dependence on hydrothermal parameters (temperature and time) in aspects such as morphology, structure, electronic properties, and how these factors influence the photocatalytic activity. The catalytic activity of the samples was probed by evaluating the photodegradation under UV and visible irradiation of a dye (Rhodamine B, Rod.B) and a pesticide, Atrazine. An indirect measurement of the hydroxil radicals produced in the catalyst s surface was done by fluorescence spectroscopy, in order to evaluate the importance of this mechanism in the degradation process. The results showed that the Nb2O5 nanoparticles prepared by the OPM method are promising for the catalysis of photoactivated reactions. Surface hydroxylation and crystallinity were shown as the most important parameters involved in the activity per area of the nanoparticles, where the surface hydroxylation was more influent in the samples obtained in low temperature, whereas crystallinity was the key parameter for the obtained in higher temperatures. Under ultraviolet irradiation, the main photodegradation mechanism was governed by the . OH radical generation and attack. On the other hand, the dye-sensitization mechanism was shown as the main path for the degradation of Rod.B under visible irradiation. / O potencial fotocatalítico de nanopartículas de óxido de nióbio (Nb2O5) sintetizadas pelo método OPM foi investigado neste trabalho, observando-se a influência da temperatura e do tempo de tratamento hidrotérmico sobre a fase, morfologia, estrutura, propriedades eletrônicas e atividade fotocatalítica. A eficiência das amostras de Nb2O5 foi avaliada por ensaios de fotodegradação, sob radiações UV e visível, de dois contaminantes: um corante, Rodamina B (Rod.B) e um pesticida, atrazina. Medidas da taxa de formação de radicais hidroxila foram realizadas a fim de se avaliar a importância do mecanismo de degradação indireta no mecanismo de fotodegradação dos contaminantes. Os resultados obtidos mostram que as nanopartículas de Nb2O5 obtidas pelo método OPM são promissoras para aplicação como catalisadores em reações fotoativadas. A hidroxilação superficial e a cristalinidade foram os parâmetros mais importantes na atividade por unidade de área das nanopartículas de Nb2O5, em que a hidroxilação superficial teve efeito mais significativo nas amostras obtidas em menores temperaturas de tratamento hidrotérmico, enquanto que a cristalinidade teve efeito mais significativo nas amostras obtidas em temperaturas mais elevadas utilizando o mesmo método. As amostras obtidas em função do tempo de tratamento hidrotérmico, apresentaram pequenas diferenças de fotoatividade. Foi observado que sob radiação ultravioleta o mecanismo de fotodegradação principal ocorreu pelo ataque de radicais . OH. Por outro lado, sob radiação visível a sensitização foi o principal mecanismo na fotodegradação da Rod.B.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2360.pdf: 3234299 bytes, checksum: b15b358388dc18e01e41b70fdc3c8dd1 (MD5) Previous issue date: 2009-03-05 / Universidade Federal de Minas Gerais / The development of new materials should seek to products whose properties are integrated to enable that processes of interest are implemented efficiently. Thus, in the search for new heterogeneous catalysts, a challenge is integrate efficiently the catalytic activity with the ability to manipulate, separate and retain the structure from the reaction medium. Thus, this work proposed to the synthesis of catalysts based on semiconductors associated to ferrites, tailoring a nanocomposite. In order to obtain this, ferrites CoFe2O4 e Fe3O4 were synthesized through different methods. It was observed higher stability of the ferrite CoFe2O4 by the polymeric precursor method, while by the hydrolytic sol gel method only the ferrite Fe3O4 could be obtained. Following, TiO2-coated CoFe2O4 (TiO2/CoFe2O4) nanocomposites were synthesized in different weight proportions of CoFe2O4:TiO2 and also the SnO2/CoFe2O4 nanocomposites in the 56:44 weigh proportion, both by the polymeric precursor method. The nanocomposites TiO2/Fe3O4 and SnO2/Fe3O4 were synthesized by the hydrolytic sol gel method, in weigh proportion of 56:44 (Fe3O4:TiO2 or Fe3O4:SnO2). TiO2 nanocomposites showed surface area increase, due the higher surface roughness obtained by heterogeneous nucleation of TiO2 nanoparticles on ferrites surfaces. In SnO2 nanocomposites, the homogeneous nucleation of SnO2 nanoparticles also occurred. Also, it was observed higher photoactivity of the nanocomposites obtained by the polymeric precursor method due to the high crystallinity of these materials. The kinetic evaluation of the Rhodamine B photodegradation using the synthesized nanocomposites showed a pseudozero order reaction regarding to Rhodamine B. Finally, SnO2 nanocomposites (SnO2/CoFe2O4 e SnO2/Fe3O4) showed photocatalytic activity, being this result important since it was not reported yet in the literature. / O desenvolvimento de novos materiais deve buscar produtos cujas propriedades estejam integradas de forma a permitir que os processos de interesse sejam executados de forma eficiente. Assim, na busca de novos catalisadores heterogêneos, um desafio é integrar de forma eficiente a atividade catalítica do material à capacidade de manipular, reter e separar a estrutura do meio reacional. Desta forma, este trabalho propôs-se à síntese de catalisadores baseados em semicondutores associados à ferritas magnéticas na forma de nanocompósitos. Para isso, foram sintetizadas ferritas CoFe2O4 e Fe3O4 por diferentes métodos. Pelo método dos precursores poliméricos, foi observada maior estabilidade da ferrita CoFe2O4, enquanto que pelo método sol gel hidrolítico foi obtida somente a ferrita Fe3O4. A seguir, foram sintetizados nanocompósitos TiO2/CoFe2O4 em diferentes proporções mássicas de CoFe2O4:TiO2 e também nanocompósitos SnO2/CoFe2O4 na proporção mássica 56:44, ambos pelo método dos precursores poliméricos. Pelo método sol gel hidrolítico, foram sintetizados nanocompósitos de TiO2/Fe3O4 e SnO2/Fe3O4 na proporção em massa de 56:44 de Fe3O4:TiO2 e Fe3O4:SnO2. Os nanocompósitos de TiO2 apresentaram aumento de área superficial, resultado da alta rugosidade superficial devido à nucleação heterogênea das nanopartículas de TiO2 sobre a superfície das ferritas. Foi observada maior fotoatividade dos nanocompósitos obtidos pelo método dos precursores poliméricos devido ao maior grau de cristalinidade destes materiais. A avaliação da cinética da reação de fotodegradação do corante Rodamina B na presença dos nanocompósitos sintetizados apresentou uma reação de pseudozero ordem em relação à Rodamina B. Finalmente, os nanocompósitos de SnO2 (SnO2/CoFe2O4 e SnO2/Fe3O4) também apresentaram atividade fotocatalítica, sendo este resultado, ainda não apresentado na literatura.