dc.contributor.author | Rodrigues, Thaís Aparecida | |
dc.date.accessioned | 2021-05-18T20:32:26Z | |
dc.date.available | 2021-05-18T20:32:26Z | |
dc.date.issued | 2021-03-19 | |
dc.identifier.citation | RODRIGUES, Thaís Aparecida. Obtenção de heteroestruturas SnO2/Nb2O5 e aplicação em sistemas de interesse ambiental. 2021. Dissertação (Mestrado em Ciência dos Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, Sorocaba, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14277. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14277 | |
dc.description.abstract | The population increase has caused several environmental problems such as contamination of aquatic bodies by organic compounds and the emission of CO2 in the atmosphere. An alternative to mitigate these impacts is Heterogeneous Photocatalysis, which is based in the use of irradiated semiconductors to oxidize organic compounds by the generation of highly oxidizing radicals, such as •OH and O2•-, or yet to reduce CO2, converting it in higher value-added products. However, a limitation is the high electron/hole (e-/h+) pair recombination rate. One way to reduce this problem is the coupling of two semiconductors in an interface in common, forming heterostructures, which allows the charge separation, prolonging their lifetime. Nb2O5 is a promising material in several fields due to its properties, including in photocatalytic processes. Additionally, it is of national interest since it can be obtained from Niobium Ammoniacal Oxalate, a byproduct from mining process. SnO2 also has physical and chemical properties suitable for applications in environmental systems. However, its energy bands do not favor its direct application in heterogeneous photocatalysis. On the other hand, the junction with Nb2O5 presents an adequate band structure for Type II heterostructure formation. This heterostructure type enables the migration of the h+ to a semiconductor, while the e- accumulates in the another, increasing the lifetime these photogenerated charge. In this work, several synthesis variables, such as precursors, synthesis temperature and time, were studied in a process based on hydrothermal treatment. The samples were characterized by XRD, Raman Spectroscopy, FTIR, DRS, SEM-EDS and SEM-FEG, N2 Fisisorção e Zeta potential. Besides that, the samples were used in different processes, such as photodegradation of organics pollutants in water, removal of contaminants via adsorption and CO2 photoreduction. The results demonstrated that the attempt to obtain Nb2O5/SnO2 heterostructures was successful, since heterostructured materials presented higher performance in different processes, when compared to isolated materials, showing the heterostructure versatility, which can be used as a single platform for the remediation of different problems. | por |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Nb2O5 | por |
dc.subject | SnO2 | por |
dc.subject | Heteroestruturas | por |
dc.subject | Fotocatálise Heterogênea | por |
dc.subject | Fotossíntese Artificial | por |
dc.subject | Adsorção | por |
dc.subject | Heterostructures | por |
dc.subject | Heterogeneous Photocatalysis | por |
dc.subject | Artificial Photosynthesis | por |
dc.subject | Adsorption | por |
dc.title | Obtenção de heteroestruturas SnO2/Nb2O5 e aplicação em sistemas de interesse ambiental | por |
dc.title.alternative | Obtaining Nb2O5/SnO2 heterostructures and application in systems of environmental interest | por |
dc.type | Dissertação | por |
dc.contributor.advisor1 | Mendonça, Vagner Romito de | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4270375873948823 | por |
dc.description.resumo | O aumento populacional acarretou diversos problemas ambientais, como a contaminação de corpos aquáticos por compostos orgânicos e a emissão de CO2 na atmosfera. Uma alternativa para mitigação destes problemas é a Fotocatálise Heterogênea, que utiliza semicondutores excitados para oxidar compostos orgânicos pela geração de radicais altamente oxidantes, tais como •OH e O2•-, ou ainda para reduzir o CO2, convertendo-o em produtos de maior valor agregado. Contudo, um problema enfrentado por esse método é a alta taxa de recombinação do par elétron/buraco (e-/h+) gerado após excitação. Uma maneira de reduzir esse problema é o acoplamento de dois semicondutores em uma interface em comum, formando heteroestruturas, que possibilitam a separação das cargas e prolonga seu tempo de vida. O Nb2O5 é um material promissor em processos fotocatalíticos devido suas propriedades químicas e físicas. Ainda, é de interesse nacional por poder ser obtido a partir do Oxalato Amoniacal de Nióbio, subproduto do processo de mineração. Assim como o Nb2O5, o SnO2 também possui características físicas e químicas adequadas, no entanto, a posição de suas bandas energéticas não favorece a sua aplicação direta em processos de fotocatálise heterogênea. Contudo, a junção deste com o Nb2O5 apresenta adequada estrutura de bandas para formação de heteroestrutura do Tipo II. Esse tipo de heteroestrutura possibilita a migração do h+ para um semicondutor, enquanto o e- se acumula no outro, aumentando assim o tempo de vida destas cargas fotogeradas. Neste trabalho, diversas variáveis na obtenção da heteroestrutura, tais como precursores, temperatura e tempo, foram estudadas em sínteses baseadas em processos hidrotérmicos. As amostras foram caracterizadas via DRX, Espectroscopia Raman, EITF, ERD, MEV-EED e MEV-FEG, Fissisorção de N2 e potencial Zeta. Além disso, foram empregadas na fotodegradação de orgânicos em água, remoção de contaminantes via adsorção e fotoredução de CO2. Os resultados demonstraram que a tentativa de se obter heteroestruturas de Nb2O5/SnO2 foram bem-sucedidas, devido ao seu melhor desempenho nos diferentes processos, quando comparado aos materiais isolados, mostrando a versatilidade da estrutura estudada, que pode ser utilizada como uma plataforma única para remediação ambiental de diferentes problemas. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais - PPGCM-So | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::TERMODINAMICA QUIMICA | por |
dc.description.sponsorshipId | 001 | por |
dc.publisher.address | Câmpus Sorocaba | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/3891783906198938 | por |