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Tipo do documento: Dissertação
Título: Estrutura, morfologia e propriedades fotocatalíticas da argila Palygorskita modificada com nanocristais de α-Ag2WO4
Autor: Jucá, Amanda Carolina Soares
Primeiro orientador: Cavalcante, Laécio Santos
Resumo: Nesta dissertação, relata-se a obtenção de um fotocatalisador alternativo e de baixo custo para a degradação do corante orgânico do tipo catiônico Rodamina B (RhB) utilizando a argila Palygorskita (PAL) e nanocristais de α-Ag2WO4 (nanocristais de αAWO). A argila PAL foi coletada, purificada com peróxido de hidrogênio e tratada termicamente a 500 ºC por 2 h, designada como (PAL-500), enquanto os nanocristais α-AWO foram sintetizados pelo método de precipitação controlada assistida com ácido cítrico como agente quelante para formar o citrato de prata, reduzindo desta forma a taxa de nucleação e diminuindo do tamanho médio dos cristais. A argila PAL-500 foi modificada com 30% de nanocristais de α-AWO, designada como (argila PAL500/30% nanocristais de α-AWO) foram obtidas através do método de impregnação com ultrassom. As suas estruturas foram analisadas por padrões de difração de raios X (DRX), Espectroscopia Raman e Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (IV-TR), enquanto a composição química elementar, morfologia e comportamento óptico foram investigados por espectrometria de fluorescência de raios X (FRX), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-EC) e espectroscopia de reflectância difusa no ultravioleta-visível (UVVis). Os padrões DRX indicam que a argila PAL-500 exibe uma estrutura monoclínica (majoritária), os nanocristais de α-AWO apresentam uma estrutura ortorrômbica, enquanto a argila PAL-500/30% de nanocristais de α-AWO exibe ambas as fases. Os espectros Raman e IV-TR mostram a presença de modos vibracionais ativos referentes às estruturas monoclínicas e ortorrômbicas identificadas. Os dados de FRX comprovam a presença dos metais (Mg, Al, Si, Mn, Fe, Ag e W) dos compostos relacionados com a argila PAL-500, nanocristais de α-AWO e argila PAL-500/30% nanocristais de α-AWO. As imagens MEV-EC mostram a presença de várias fibras com a forma de agulhas a para argila PAL-500, os nanocristais de α-AWO mostraram os vários aglomerados em forma de hastes, enquanto a argila PAL-500/30% nanocristais de α-AWO mostraram a presença de nanocristais em forma de hastes distribuídos na superfície das fibras. Quanto os espectros UV-Vis exibiram um intervalo de energia óptica para a argila PAL-500, nanocristais de α-AWO, e argila PAL-500/30% nanocristais de α-AWO de 2,26, 3,17 e 2.46 eV, respectivamente. Os testes catalíticos para a argila PAL-500/30% nanocristais de α-AWO apresentaram resultados significativos, apresentando desempenho fotocatalítico de 79% de degradação do corante RhB em 100 min sob luz UV-C e valor cinético cerca de 16 vezes maior, quando comparado a argila PAL-500.
Abstract: In this dissertation, we report the obtaining of an alternative and low cost photocatalyst for the degradation of the cationic-type organic dye of Rhodamine B (RhB) using Palygorskite (PAL) clay and α-Ag2WO4 nanocrystals (α-AWO nanocrystals). PAL clay was collected, purified with hydrogen peroxide and heat treated at 500 ºC for 2 h, designated as (PAL-500), while α-AWO nanocrystals were synthesized by the controlled precipitation method with citric acid as a chelating agent for form silver citrate, thereby reducing the nucleation rate and decreasing the average crystal size. The PAL-500 clay was modified with 30% nanocrystals of α-AWO, deseginated as (PAL-500 clay/30% α-AWO nanocrystals) were obtained through the ultrasound impregnation method. Their structures were analyzed by X-ray diffraction patterns (XRD), Raman Spectroscopy and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), while the elemental chemical composition, morphology and optical behavior were investigated by X-ray fluorescence (XRF), field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and diffuse reflectance spectroscopy in ultraviolet-visible (UV-Vis). XRD patterns indicate that PAL-500 clay exhibits a monoclinic (majority) structure, α-AWO nanocrystals have an orthorhombic structure, while PAL-500/30% α-AWO nanocrystals exhibit both phases. The Raman and FT-IR spectra show the presence of active vibrational modes referring to the identified monoclinic and orthorhombic structures. XRF data confirm the presence of metals (Mg, Al, Si, Mn, Fe, Ag and W) of compounds related to PAL-500 clay, α-AWO nanocrystals and PAL-500 clay/30% αAWO nanocrystals. The (FE-SEM) images show the presence of several fibers in the form of needles for PAL-500 clays, the AWO nanocrystals showed the various agglomerates in the form of rods, while the PAL-500 clay/30% α-AWO nanocrystals showed the presence of nanocrystals in the form of rods distributed on the surface of the fibers. When the UV-Vis spectra showed an optical energy range for PAL-500 clay, α-AWO nanocrystals, and PAL-500clay/30% α-AWO nanocrystals of 2.26, 3.17 and 2.46 eV, respectively. The catalytic tests for the PAL-500clay/30% α-AWO nanocrystals showed significant results, showing a photocatalytic performance of 79% degradation of RhB dye in 100 min under UV-C light and kinetic value about 16 times higher, when compared to PAL-500 clay.
Palavras-chave: Argila Palygorskita
α-Ag2WO4
Método de impregnação
Gap óptico
Fotocatálise
Área(s) do CNPq: QUIMICA::QUIMICA ANALITICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual do Piauí
Sigla da instituição: UESPI
Departamento: Centro de Ciências da Natureza
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Citação: JUCÁ, Amanda Carolina Soares. Estrutura, morfologia e propriedades fotocatalíticas da argila Palygorskita modificada com nanocristais de α-Ag2WO4. 2020. 81 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Química) - Universidade Estadual do Piauí, Teresina, 2020.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://localhost:8080/tede/handle/tede/310
Data de defesa: 28-Set-2020
Aparece nas coleções:Mestrado em Química

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