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Previous issue date: 2017 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O desenvolvimento de novos semicondutores fotocatalisadores, em particular os ativos na produ??o de hidrog?nio por fragmenta??o molecular da ?gua e da am?nia (presente no lixiviado de biodigestores ou de aterros sanit?rios e em efluentes industriais), tem dominado a ordem priorit?ria de interesse nas tecnologias avan?adas para a gera??o de energia limpa. Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a produ??o fotocatalisada de hidrog?nio gasoso, a partir da fragmenta??o molecular da ?gua ou da am?nia, por uso da hematita pura ou da hematita dopada com os c?tions met?licos cobalto, n?quel, cobre e zinco como materiais semicondutores. Os materiais preparados por coprecipita??o foram caracterizados pelas t?cnicas de EDX, MEV, DRX, espectroscopia M?ssbauer, FTIR, BET e XPS. A taxa da produ??o de hidrog?nio foi avaliada por medidas de densidade da corrente gerada pelo H2(g) evolu?do da fragmenta??o molecular da ?gua ou da am?nia, em c?lula fotoeletroqu?mica (PEC). Foram tamb?m realizados testes fotocatal?ticos, sob luz vis?vel, com as hematitas, pura e com dopantes, como fotocatalisadores para degrada??o do corante ?ndigo de carmim, utilizado como mol?cula modelo, simulando a decomposi??o de substrato org?nico poluente em ?gua presente em efluentes industriais. Os resultados dos testes de degrada??o do corante mostraram que as hematitas dopadas com cobre e zinco tiveram relativamente alta atividade na degrada??o do corante; os melhores resultados foram obtidos com a hematita com zinco. Na evolu??o do hidrog?nio da fotocat?lise da ?gua, a dopagem com c?tions met?licos n?o alterou significativamente a atividade fotoeletroqu?mica da hematita. Ainda assim, a amostra de hematita dopada com n?quel foi a que apresentou um discreto aumento da densidade de corrente, maior propor??o de hidrog?nio gasoso produzido, sob radia??o com comprimento de onda maior do que 450 nm. A densidade de corrente gerada da degrada??o da am?nia foi maior, se comparada ? fragmenta??o da ?gua. No entanto, a dopagem tamb?m n?o alterou de forma significativa a atividade PEC dos materiais. Das amostras de hematitas dopadas, a com cobre foi a que apresentou os melhores resultados fotoeletroqu?micos, ainda que abaixo da efici?ncia fotoeletroqu?mica da hematita pura. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-gradua??o em Biocombust?veis, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2017. / Technological developments of semiconductors to be used as photocatalysts for hydrogen production and for the degradation of organic pollutants in water in different circumstances, such as ammonia sluggishness from biodigesters and organic residues from industrial effluents, are strongly challenging the interest of the scientific community. The main objective of this work was to evaluate the molecular hydrogen production from the molecular fragmentation of water and ammonia using pure hematite and cobalt, nickel copper and zinc dopant prepared as co-precipitators as semiconductor materials. The materials prepared were characterized by EDX, MEV, XRD, M?ssbauer, FTIR, BET and XPS spectroscopy. The evaluation of the hydrogen production was carried out through measurements of current densities generated by the decomposition of water and ammonia in a photoelectrochemical cell (PEC). Photocatalytic tests were also carried out under visible light using pure hematite and with dopants as photocatalysts for the degradation of carmine indigo dye used as a model molecule. The results of the dye degradation tests showed that copper and zinc doped hematite increased dye degradation, and the best results were obtained for zinc hematite. In the evolution of hydrogen from water, the doping with metallic cations did not significantly alter photoelectrochemical activity of hematite, the hematite with nickel was the sample that presented a small increase in current density when in the presence of light. The current density generated by the ammonia degradation and consequent hydrogen production was higher when compared to water, however, doping also did not significantly alter the PEC activity of the materials, comparing the materials, the hematite with copper was the sample that presented the best results.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:acervo.ufvjm.edu.br/jspui:1/1371 |
| Date | 22 February 2017 |
| Creators | Melo, Edilailsa Janu?rio de |
| Contributors | Fabris, Jos? Domingos, Melo, Rogerio Alexandre Alves de, Cavalcante, Luis Carlos Duarte, Pereira, M?rcio C?sar, Mesquita, Jo?o Paulo de, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), Fabris, Jos? Domingos |
| Publisher | UFVJM |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFVJM, instname:Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, instacron:UFVJM |
| Rights | A concess?o da licen?a deste item refere-se ao ? termo de autoriza??o impresso assinado pelo autor, assim como na licen?a Creative Commons, com as seguintes condi??es: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publica??o, autorizo a Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri e o IBICT a disponibilizar por meio de seus reposit?rios, sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei n? 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permiss?es assinaladas, para fins de leitura, impress?o e/ou download, a t?tulo de divulga??o da produ??o cient?fica brasileira, e preserva??o, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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