Soluções sólidas α-Ag2-xCuxWO4 (0 ≤ x ≤ 0,1) obtidas por síntese hidrotermal: uma abordagem acerca das propriedades estruturais, morfológicas e fotocatalíticas
| Orientador | Manzato, Lizandro | |
| Coorientador | Nobre, Francisco Xavier | |
| Lattes do Co-orientador | http://lattes.cnpq.br/0241423062695352 | por |
| Lattes do Orientador | http://lattes.cnpq.br/0677617028146410 | por |
| Autor | Nascimento, Marcus Valério Botelho do | |
| Lattes do Autor | http://lattes.cnpq.br/1029372252743533 | por |
| Membro da banca | Fonseca Filho, Henrique Duarte da | |
| Lattes membro da banca | http://lattes.cnpq.br/1464003755275281 | por |
| Segundo membro da banca | Gouveia, Amanda Fernandes | |
| Lattes segundo membro da banca | http://lattes.cnpq.br/1053052803420461 | por |
| Data de Acesso | 2024-01-10T18:08:27Z | |
| Ano de publicação | 2022 | por |
| Abstract | In recent decades, the drinking water supply in the world has become a restricted and worrying source due to the scarcity of this valuable resource, mainly due to population growth and inappropriate effluents disposal with distinct carcinogenic, toxic and bioaccumulative capabilities. In these circumstances, this dissertation is based on development and integration of new technologies able to provide quick decontamination of persistent organic compounds within visible light region provided by blue LEDs irradiation. Therefore, solid solutions α Ag2 xCuxWO4 (x = 0; 0.01; 0.02, 0.06 and 0.1 mol) were synthesized through lattice substitutional of silver by copper atoms in pristine α-Ag2WO4 by conventional hydrothermal method at 140 ºC for 24 h. Subsequently, the evaluation of copper doping effect in the framework was performed by several analytical techniques and tested its photocatalytic efficiency against RhB dye. XRD results shows high purity, crystallinity, order at long-range while all samples were indexed to the orthorhombic phase, with conspicuous absence of secondary phases and impurities. Through Rietveld refinement it was clearly seen the favored substitution of copper atoms preferably in a lattice coordinate orientation, especially replacing the angular and tetrahedral silver clusters, arising [CuOy], y = 2, 4 and 6 clusters. Thus, FTIR and Raman spectra evidently shows the active modes of the orthorhombic structure of α Ag2WO4 carried out with bonding lengths changes as the copper content increases in solid solutions, therefore both greater resolution and new intense modes appearance evidence the formation of solid solutions. The optical results observed through reflectance UV-Vis confirms the copper insertion in the framework with red shift and significant decrease in Egap value, obtaining 3.12 eV for x = 0 mol and, 3.07 eV, 3.00 eV, 3.08 eV and, 3.04 eV for x = 0.01 mol; 0.02 mol; 0.06 mol and 0.1 mol, respectively, corroborating the visual color appearance in colorimetry experiments also changing the powder appearance from light beige to yellowish green. SEM images describe that the replacement takes high amount of superficial stress, that is, transformation of rod-like with hexagonal faces into faceted cuboid-like microcrystals within smaller crystals growing on bigger microcrystals surfaces. According to DLS results, as the doping content of copper increases greater is the dispersion and the distribution size of particles on the micro and sub-micro scale range in accordance to ZP behavior revealing anionic aspect of all samples and increasing stability to copper content. Accordingly, to the photocatalytic activities, all solid solutions were capable to achieve superior efficiency compared to pristine Ag2WO4, standing out the one x = 0.02 mol, which revealed activity in a wide pH range maintaining its efficiency above 80% thus PZC confirms that this catalyst has pH-dependent surface regions. Ultimately, the catalytic performance of the solid solution x = 0.02 mol is inherently higher compared to pristine silver tungstate and photolysis, with degradation and reaction constants rates 10.61 higher and 37.77 times more efficient. | eng |
| Proveniência | Submitted by Marcus Valério Botelho do Nascimento (marcus_vbnascimento@hotmail.com) on 2023-12-27T18:15:52Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_MarcusNascimento_PPGCEM.pdf: 6132949 bytes, checksum: 2497a5fba062826d063411324a75662b (MD5) | eng |
| Proveniência | Approved for entry into archive by Cássio Morais (cassiomorais@ibict.br) on 2024-01-10T18:08:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_MarcusNascimento_PPGCEM.pdf: 6132949 bytes, checksum: 2497a5fba062826d063411324a75662b (MD5) | eng |
| Proveniência | Made available in DSpace on 2024-01-10T18:08:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_MarcusNascimento_PPGCEM.pdf: 6132949 bytes, checksum: 2497a5fba062826d063411324a75662b (MD5) Previous issue date: 2022 | eng |
| Região | Norte | por |
| Resumo | Nas últimas décadas, o fornecimento de água potável no mundo tornou-se uma fonte restrita e preocupante por conta da escassez desse valioso recurso, principalmente devido ao crescimento populacional e ao descarte inapropriado de efluentes com distinta capacidade carcinogênico, tóxico e bioacomulativo. Nessas circunstâncias, a presente dissertação baseia-se no desenvolvimento e integração de novas tecnologias na descontaminação de compostos orgânicos persistentes, na região visível sob irradiação de LEDs azuis. Para tanto, foram sintetizadas soluções sólidas α-Ag2-xCuxWO4 (x = 0; 0,01; 0,02; 0,06 e 0,1 mol) mediante dopagem substitucional dos átomos de prata por átomos de cobre no α-Ag2WO4 puro via método hidrotermal convencional a 140 ºC durante 24h. Posteriormente, a avaliação do efeito da inserção do cobre na matriz foi realizada por diversas técnicas analíticas e comprovada sua eficiência fotocatalítica frente ao corante RhB. Os resultados de DRX mostram elevado grau de pureza, cristalinidade e estabilidade a longo alcance indexados à fase ortorrômbica para todas as amostras, com ausência conspícua de fases secundárias e impurezas. Através do refinamento de Rietveld foi possível notar a substituição favorecida dos átomos de cobre preferencialmente no eixo a, sobretudo pela substituição dos clusters angulares e tetraédricos de prata originando os clusters [CuOy], y = 2, 4 e 6. Os espectros de FTIR e Raman exibem claramente os modos ativos da estrutura ortorrômbica do α-Ag2WO4 e as variações dos comprimentos de ligação das soluções sólidas, bem como maior resolução e aparecimento de novos modos evidenciam a formação dos materiais. Os resultados de UV-Vis DRS confirmam a inserção do cobre na matriz ortorrômbica pelo deslocamento para o vermelho e expressivo decréscimo no valor de Egap, obtendo-se 3,12 eV para x = 0 mol e 3,07 eV, 3,00 eV, 3,08 eV e 3,04 eV para x = 0,01 mol; 0,02 mol; 0,06 mol e 0,1 mol, respectivamente, corroborando com a aparência visual da cor dos pós obtidos por colorimetria, de bege claro para verde amarelado. As imagens de MEV revelam grande estresse superficial devido a inserção de cobre e transformação de microcristais em formato de bastões para cúbicos facetados. Os resultados de DLS confirmam a polidispersabilidade do tamanho conforme o incremento de cobre e cristais em escala micro e sub-micro. O ZP mostra caráter aniônico para todas as amostras em conjunto com o aumento da estabilidade da suspensão. De acordo com os experimentos fotocatalíticos, todas as soluções sólidas possuem eficiência superior em comparação ao α-Ag2WO4 puro, com destaque para a solução sólida de composição x = 0,02 mol, a qual revelou atividade em uma ampla faixa de pH mantendo a eficiência acima de 80% e o PZC revelou que este catalisador possui regiões dependentes do pH. Ao final, a performance catalítica da solução sólida x = 0,02 mol é bastante superior em comparação ao α-Ag2WO4 puro e fotólise, com taxas de degradação e constantes de velocidade 10,61 maior e 37,77 vezes mais eficiente. | por |
| Agência de financiamento | FAPEAM (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas) | por |
| Formato | application/pdf | * |
| URI | https://deposita.ibict.br/handle/deposita/474 | |
| Idioma | por | por |
| Instituição | UFAM - Universidade Federal do Amazonas | por |
| País | Brasil | por |
| Departamento | Faculdade de Tecnologia - FT | por |
| Programa | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | por |
| Referências | https://www.ppgcem.ufam.edu.br/ | por |
| Tipo de acesso | openAccess | por |
| Palavra Chave | Tungstatos de prata dopados com cobre | por |
| Palavra Chave | Fotocatálise | por |
| Palavra Chave | Mudança morfológica | por |
| Palavra Chave | Solução sólida | por |
| Área de conhecimento CNPq | ENGENHARIAS CIENCIAS EXATAS E DA TERRA: QUIMICA | por |
| Título | Soluções sólidas α-Ag2-xCuxWO4 (0 ≤ x ≤ 0,1) obtidas por síntese hidrotermal: uma abordagem acerca das propriedades estruturais, morfológicas e fotocatalíticas | por |
| Titúlo Alternativo | α-Ag2-xCuxWO4 (0 ≤ x ≤ 0,1) solid solutions obtained by hydrothermal synthesis: an approach on structural, morphological and photocatalytic properties | eng |
| Tipo | Dissertação | por |
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