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Tese

Relação dos defeitos cristalinos e da composição química das interfaces com a eficiência fotocatalítica do TiO2 durante a dopagem com iodeto ou óxido de nióbio (2023)

  • Authors:
  • Autor USP: BERNARDES, ANDRÉ AVANCINI - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PMT
  • Subjects: FOTOCATÁLISE; DEFEITO
  • Agências de fomento:
  • Language: Português
  • Abstract: De acordo com o Compendium of Chemical Terminology, fotocatálise é a mudança na cinética de uma reação química ou em seu início devido à absorção de luz na presença de uma substância, o fotocatalisador. A reação depende não apenas do fotocatalisador em si, mas também das condições da reação. Parâmetros como o band gap do fotocatalisador, tamanho de partícula, sítios ativos na superfície e taxa de separação e recombinação do par elétron-buraco são os mais estudados para otimizar a fotocatálise. A adição de dopantes pode alterar a microestrutura e estrutura eletrônica do fotocatalisador e alterar suas propriedades de interface, levando à criação de defeitos e a funcionalização de superfície, que são as principais estratégias para a produção de fotocatalisadores eficientes. Os defeitos podem estreitar o band gap dos materiais, criando níveis de energia intermediários, enquanto a segregação de dopantes na superfície e nos contornos dos grãos pode modificar os sítios para catálise e alterar a condutividade dos contornos dos grãos, respectivamente. Contudo vários aspectos estruturais e da química das interfaces têm sido considerados como fatores menores. Neste trabalho, a degradação fotocatalítica do acetaminofeno foi avaliada em função da dopagem do anatásio TiO2 utilizando-se iodo e nióbio. Os resultados foram interpretados em função da presença de defeitos na superfície do material, nos contornos de grão e relacionados as propriedades ópticas e elétricas das amostras. Verificou-se que o iodo não segregou nas interfaces do TiO2, sendo eliminado durante a síntese do fotocatalisador. Apesar desse comportamento, houve a geração de defeitos nasinterfaces do semicondutor nanoestruturado, com segregação de espécies Ti3+ nos contornos de grão e vacâncias de oxigênio na superfície, o que prejudicou sua atividade fotocatalítica e aumentou sua resistividade elétrica. Em compensação, o Nb segregou na superfície e nos contornos de grão, o que permitiu o controle da microestrutura do material, porém gerou no fotocatalisador. Esses defeitos foram responsáveis pela alteração de propriedades ópticas, elétricas e fotocatalíticas do anatásio. A intensidade dos sinais de EPR, refletância no UV-Vis e a cor dos pós variaram com a dopagem até a concentração de 1,00% mol de Nb, passando a ter um comportamento em outra direção para as amostras de 3,00 e 5,00% mol de Nb, evidenciando que a dopagem com íons tem maior influência nas propriedades microestruturais do material, enquanto outras propriedades sofrem influência maior da estrutura de defeitos do fotocatalisador.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 30.06.2023
    • Acesso à fonte
    How to cite
    A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas

    • ABNT

      BERNARDES, André Avancini. Relação dos defeitos cristalinos e da composição química das interfaces com a eficiência fotocatalítica do TiO2 durante a dopagem com iodeto ou óxido de nióbio. 2023. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-18102023-091422/. Acesso em: 27 dez. 2025.

    • APA

      Bernardes, A. A. (2023). Relação dos defeitos cristalinos e da composição química das interfaces com a eficiência fotocatalítica do TiO2 durante a dopagem com iodeto ou óxido de nióbio (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-18102023-091422/

    • NLM

      Bernardes AA. Relação dos defeitos cristalinos e da composição química das interfaces com a eficiência fotocatalítica do TiO2 durante a dopagem com iodeto ou óxido de nióbio [Internet]. 2023 ;[citado 2025 dez. 27 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-18102023-091422/

    • Vancouver

      Bernardes AA. Relação dos defeitos cristalinos e da composição química das interfaces com a eficiência fotocatalítica do TiO2 durante a dopagem com iodeto ou óxido de nióbio [Internet]. 2023 ;[citado 2025 dez. 27 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-18102023-091422/

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