Efficient Phenol degradation by TiO2 Nanoparticles Doped with Non-expensive Metals
Neste trabalho, nanopartículas de TiO2 foram sintetizadas e dopadas usando metais não caros Cu2+ e Fe3+ pelo método sol-gel. Os NPs TiO2 dopados com Cu2+ a 1% e os fotocatalisadores de TiO2 dopados com Fe3+ a 1% foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de raios X dispersiva (MEV/EDX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), análise de Brunauer-Emmett-Teller (BET), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e difração de raios X (DRX) para determinar sua morfologia, textura e A análise por DRX confirmou a presença de duas fases cristalinas, anatase (maioria) e rutilo. As micrografias de MEV mostraram partículas esféricas do TiO2 e camadas compactas para NPs de TiO2+ dopados com 1% de Cu2+ e 1% de Fe3+. A análise de EDX confirmou apenas a presença de Ti, O, Fe e. A análise de BET exibiu que materiais mesoporosos foram gerados, com diâmetro de poros entre 12-16 nm e valores semelhantes para área de superfície (55-63 m2/g). As imagens do TEM exibiram nanopartículas de forma esférica com diâmetro médio de 20-22 nm. Os fotocatalisadores de TiO2 NPs dopados com Cu2+ e Fe3+ foram investigados sobre a degradação de fenol sob irradiação UV/Visível e quantificados por HPLC-FLD. A atividade catalítica foi investigada em diferentes concentrações (0,5; 1; 5 e 10%) NPs de metal-TiO2. A melhor atividade catalítica ocorreu na fotodegradação do fenol pela relação atômica de TiO2 NPs dopados com Cu2+ e Fe3+ 1,0%. Os fotocatalisadores 1% de TiO2 dopados com Cu2+ e 1% de TiO2 dopados com Fe3+ apresentaram alta atividade catalítica (99,9%) na degradação do fenol.
Efficient Phenol degradation by TiO2 Nanoparticles Doped with Non-expensive Metals
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DOI: 10.22533/at.ed.3173523100210
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Palavras-chave: TiO2 NPs, íons Fe e Cu, Método Sol-gel, Fotodegradação de Fenol
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Keywords: TiO2 NPs, Íons Fe and Cu, Sol-gel method, Phenol photodegradation.
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Abstract:
In this work, TiO2 nanoparticles were synthesized and doped using non-expensive metals Cu2+ and Fe3+ by the sol–gel method. The 1% Cu2+-doped TiO2 NPs and 1% Fe3+-doped TiO2 NPs photocatalysts were been characterized by Scanning electron microscopy and dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDX), Transmission electron microscopy (TEM), Brunauer-Emmett-Teller analysis (BET), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X ray diffraction (XRD) to determine its morphological, textural and structural characteristics. XRD analysis confirmed the presence of two crystalline phases, anatase (majority) and rutile. SEM micrographs showed spherical particles of the TiO2 and compact layers for 1% Cu2+ and 1% Fe3+-doped TiO2 NPs. EDX analysis confirmed only the presence of Ti, O, Fe and Cu. BET analysis exhibited that mesoporous materials were generated, with pore diameter between 12-16 nm and similar values for surface area (55-63 m2/g). The TEM images exhibited spherical shape nanoparticles with mean diameter of 20-22 nm. The Cu2+ and Fe3+-doped TiO2 NPs photocatalysts, were investigated on phenol degradation under UV/Visible irradiation and quantified by HPLC-FLD. The catalytic activity was investigated in different concentrations (0.5; 1; 5 and 10%) metal-TiO2 NPs. The best catalytic activity occurred at phenol photodegradation by Cu2+ and Fe3+-doped TiO2 NPs atomic ratio 1.0 percent. The photocatalysts 1% Cu2+-doped TiO2 NPs and 1% Fe3+-doped TiO2 NPs exhibited high catalytic activity (99.9%) in phenol degradation.
- Carla Weber Scheeren
- Weber
- Daiane Kessler Fischer
- Karina Rodrigues de Fraga
