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http://localhost:8080/tede/handle/tede/368| Tipo do documento: | Dissertação |
| Título: | Análise estrutural, morfologia, propriedades ópticas, fotocatalíticas e sonocatalíticas dos cristais de α-Al2Mo3O12 sintetizados pelo método sonoquímico |
| Autor: | Ramos, Marcos Aurélio Borges |
| Primeiro orientador: | Cavalcante, Laécio Santos |
| Primeiro coorientador: | Sá, José Luiz Silva |
| Primeiro membro da banca: | Matos, José Milton Elias de |
| Segundo membro da banca: | Santos, Francisco Eroni Paz dos |
| Terceiro membro da banca: | Santos, Reginaldo da Silva |
| Resumo: | Neste trabalho, relata-se sobre os cristais de alfa-trismolibdato de dialumínio (α- Al2Mo3O12) sintetizados pelo método sonoquímico com pós-tratamento térmico de 100 a 600 ºC por 2 h. A estrutura, morfologia, propriedades ópticas, fotocatalíticas e sonocatalíticas dos cristais de α-Al2Mo3O12 são investigadas em detalhes. A difração de raios-X, refinamento de Rietveld, micro-Raman e espectroscopias de infravermelho com transformada de Fourier confirmam uma estrutura monoclínica com dezesseis modos vibracionais ativos Raman (Ag e Bg) e cinco modos vibracionais ativos infravermelho (Au e Bu) para os cristais de α-Al2Mo3O12 calcinados a 600 ºC por 2 h. Os dados de refinamento de Rietveld foram utilizados para modelar os clusters e o mapa de densidade eletrônica. O mapa de densidade de elétrons mostrou a presença de clusters octaédricos distorcidos [AlO6] e tetraédricos distorcidos [MoO4] na rede monoclínica, e distribuições não homogêneas de cargas eletrônicas na superfície do cristal. As imagens de microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo revelaram que estes cristais de α-Al2Mo3O12 são formados pela agregação de várias nanocristais levando ao crescimento de microcristais com tamanho irregular, formas não uniformes e uma natureza aglomerada. A espectroscopia de reflectância difusa no ultravioleta-visível exibem valores de energia de banda óptica (Egap) entre 3,64 e 3,18 eV com comportamento não linear para os valores de Egap. As medidas de fotoluminescência (PL) à temperatura ambiente indica que os cristais de α-Al2Mo3O12 tratados termicamente a 600 ºC apresentam uma emissão de PL mais intensa, que está relacionada ao processo de transferência de carga entre os clusters octaédricos distorcidos-ordenados [AlO6]d[AlO6]o e clusters tetraédricos distorcidos-ordenados [MoO4]d[MoO4]o. Além disso, investigamos as propriedades fotocatalíticas (PC) e sonocatalíticas (SC) destes cristais termicamente a 600 ºC. Em termos comparativos à melhor propriedade eletrônica foi relacionada ao processo SC, com uma uma atividade superior de ≈65% de degradação do corante Rodamina B (RhB), e apenas de ≈24% para o processo PC. Finalmente, demonstrou-se pela primeira vez na literatura que a atividade SC pode ser aumentada em aproximadamente 96% em até 240 min para a degradação do corante RhB com os cristais de α-Al2Mo3O12 como catalisador e oxalato de amônio como um capturador de buracos. |
| Abstract: | In this work, we report on the dialuminium alpha-trismolybdate (α-Al2Mo3O12) crystals synthesized by the sonochemical method with post-heat treatment from 100 to 600 ºC for 2 h. The structure, morphology, optical, photocatalytic and sonocatalytic properties of α-Al2Mo3O12 crystals are investigated in detail. X-ray diffraction, Rietveld refinement, micro-Raman and Fourier transform infrared spectroscopy confirm a monoclinic structure with eighteen active Raman vibrational modes (Ag and Bg) and five active infrared vibrational modes (Au and Bu) for the α-Al2Mo3O12 crystals calcined at 600 °C for 2 h. Rietveld refinement data were used to model the clusters and the electron density map. The electron density map showed the presence of distorted octahedral [AlO6] and distorted tetrahedral [MoO4] clusters in the monoclinic lattice, and inhomogeneous distributions of electronic charges on the crystal surface. Field emission scanning electron microscopy images revealed that these α-Al2Mo3O12 crystals are formed by the aggregation of several nanocrystals leading to the growth of microcrystals with irregular size, non-uniform shapes and an agglomerated nature. The ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy shows optical band energy (Egap) values between 3.64 and 3.18 eV with non-linear behavior for the Egap values. Photoluminescence (PL) measurements at room temperature indicate that α-Al2Mo3O12 crystals heat treated at 600 ºC present a more intense PL emission, which is related to the charge transfer process between the distorted-ordered octahedral [AlO6]d[AlO6]o and clusters distorted-ordered tetrahedral [MoO4]d[MoO4]o clusters. Moreover, we investigated the photocatalytic (PC) and sonocatalytic (SC) properties of these crystals thermally at 600 ºC. In comparative terms, the best electronic property was related to the SC process, with a superior activity of ≈65% of Rhodamine B (RhB) dye degradation, and only ≈24% for the PC process. Finally, it was demonstrated for the first time in the literature that SC activity can be increased by approximately 96% within 240 min for RhB dye degradation with α-Al2Mo3O12 crystals as a catalyst and ammonium oxalate as a hole scavenger. |
| Palavras-chave: | α-Al2Mo3O12 Estrutura Monoclínica Fotoluminescência Sonocatálise |
| Área(s) do CNPq: | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
| 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: | RAMOS, Marcos Aurélio Borges. Análise estrutural, morfologia, propriedades ópticas, fotocatalíticas e sonocatalíticas dos cristais de α-Al2Mo3O12 sintetizados pelo método sonoquímico. 2022. 89 f. Dissertação ( Programa de Pós-Graduação em Química) - Universidade Estadual do Piauí, Teresina, 2022. |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://localhost:8080/tede/handle/tede/368 |
| Data de defesa: | 29-Mar-2022 |
| Aparece nas coleções: | Mestrado em Química |
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| Dissertação Completa.pdf | Texto Completo | 15,5 MB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar |
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