Nanotubos de titanato de sódio e nanopartículas de dióxido de titânio: síntese, caracterização é aplicação na remediação de efluentes contendo o corante Rodamina B
Apresentamos neste estudo a
obtenção de nanopartículas de TiO2 usando o
método sol-gel a 65°C por 5 h, como também,
nanoestruturas de titanato de sódio - NTTiNa
(Na2Ti3O7) usando a mistura de fases de
TiO2 em meio alcalino empregando a síntese
hidrotérmica a 150 °C por 72 h. Os materiais
foram caracterizados por difração de raio X
(DRX) e refinamento Rietveld, confirmando a
presença das fases anatase (≈30%) e bruquita
(≈70%) para o TiO2, como também, a estrutura
tubular para os NTTiNa. Os modos vibracionais
das fases anatase, bruquita e dos NTTiNa
foram identificados nas espectroscopias
de infravermelho e Raman, corroborando
aos resultados apresentados por DRX. A
caracterização óptica revelou o valor de Egap
igual a 2,95 eV e 3,09 eV referentes a mistura
de fases das nanopartículas de TiO2 e NTTiNa,
respectivamente. As imagens capturadas por
microscopia eletrônica de varredura sob emissão
de campo – MEV-FEG (TiO2) e microscopia
eletrônica de transmissão – TEM (NTTiNa),
tornou possível visualizar aglomerados de
nanopartículas com dimensões menores
que 100 nm para o TiO2 e nanotubos para os
NTTiNa com comprimento e largura média de
100 nm e 5 nm, respectivamente. O estudo
fotocatalítico realizado com os materiais obtidos
revelou elevada estabilidade para as moléculas
do corante Rodamina B - RhB, aos processos fotoquímicos. Contudo, houve um expressivo acréscimo da taxa de degradação das
moléculas do corante RhB, quando na presença dos catalisadores TiO2 e NTTiNa. Foi
observado a total degradação das moléculas do corante RhB pelas nanopartículas de
TiO2, resultando no tempo de meia vida (t1/2), constante de velocidade aparente (kapp)
e percentual de degradação de 22,5 min, 30,8 x 10-3 min-1 e 98,7%, respectivamente.
Nanotubos de titanato de sódio e nanopartículas de dióxido de titânio: síntese, caracterização é aplicação na remediação de efluentes contendo o corante Rodamina B
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DOI: 0.22533/at.ed.30919160418
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Palavras-chave: Polimorfos, morfologia e oxidação.
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Keywords: Polymorphs, morphology, oxidative process. 1 |
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Abstract:
In this paper, we report the obtention of TiO2 nanoparticles using the
sol-gel method at 65 °C for 5 h, as well as sodium titanate nanostructures - NTTiNa
(Na2Ti3O7) using the mixture of TiO2 phases in alkaline medium using hydrothermal
synthesis at 150 °C for 72 h. These materials were characterized by X-ray diffraction
(XRD) and Rietveld refinement, confirming the presence of the anatase (≈30%) and
bruquita (≈70%) phases for TiO2. As well as the tubular structure for the NTTiNa. The
vibrational modes of the anatase, bruquita and NTTiNa phases were identified in infrared
and Raman spectroscopies, corroborating the results presented by XRD. The optical
characterization revealed the Egap value of 2.95 eV and 3.09 eV for TiO2 nanoparticles
and NTTiNa, respectively. The images captured by field emission scanning electron
microscopy (FE-SEM) and Transmission electronic microscopy TEM (NTTiNa), made
it possible to visualize agglomerates of nanoparticles smaller than 100 nm for TiO2
and nanotubes for NTTiNa with an average length and width of 100 nm and 5 nm,
respectively. The photocatalytic study performed out with the materials revealed high
stability for the Rhodamine B - RhB dye molecules, to the photochemical processes.
However, there was an expressive increase in the rate of degradation of the RhB dye
molecules when in the presence of TiO2 and NTTiNa catalysts. The degradation rate
of the RhB dye molecules by the TiO2 nanoparticles resulted in the half-life (t1/2), rate
apparent constant (kapp) and degradation percentage of 22.5 min, 30.8 x 10-3 min-1 and
98.7%, respectively.
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Número de páginas: 15
- Rosane dos Santos Bindá
- Elton Ribeiro da Silva
- Rodrigo Muniz de Souza
- José Milton Elias de Matos
- Lizandro Manzato
- Yurimiler Leyet Ruiz
- Walter Ricardo Brito
- Paulo Rogério da Costa Couceiro
- Francisco Xavier Nobre
