SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DO FOTOCATALISADOR TUNGSTATO DE BISMUTO

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Materiais

Autores

Campos, W.E.O. (UFPA) ; Mares, E.K.L. (UFPA) ; Silva, L.F. (UFPA) ; Lopes, T.C. (UFPA) ; Costa, D.V.A. (UFPA) ; Rocha Filho, G.N. (UFPA) ; Costa, C.E.F. (UFPA) ; Zamian, J.R. (UFPA)

Resumo

O fotocatalisador Bi₂WO₆ foi sintetizado utilizando um método hidrotérmico relativamente verde e sem o uso de qualquer surfactante e caracterizado através de métodos como a difração de raios x e microscopia eletrônica de varredura verificando a formação de microesferas bastante cristalina e com morfologia de flor. O teste fotocatalítico mostrou que o fotocatalisador exibiu excelente atividade sob luz solar natural degradando o corante rodamina B em 90 minutos.

Palavras chaves

Fotocatalisador; Bi2WO6; Sintese

Introdução

O tungstato de bismuto (Bi₂WO₆) é um dos mais simples óxidos de Aurivillius e tem atraído muita atenção devido ao seu potencial de aplicação na fotocatálise heterogênea na decomposição de poluentes orgânicos (Maeda et. al., 2006). Como é conhecido, a atividade fotocatalítica é diretamente relacionada com a estrutura, tamanho e morfologia do catalisador e o Bi₂WO₆ vem sendo preparado com diferentes morfologias mostrando-se um excelente fotocatalisador sob luz visível na degradação de vários poluentes orgânicos. Desde a descoberta do tungstato de bismuto (Bi₂WO₆) como um fotocalisador sob luz visível, muitos grupos de pesquisa, como o de Kudo, 1999, têm se empenhado em sintetizar fotocatalisadores, por várias rotas de síntese, tornando a produção desses materiais mais viáveis e também mais ativas para reações como a fotodegradação de compostos orgânicos. O Bi₂WO₆ com morfologia em “flor” foi identificada como um fotocatalisador altamente seletiva para a oxidação aeróbica de glicerol a di-hidroxiacetona (DHA) a temperatura ambiente e pressão atmosférica (ZHANG et al,. 2013). O presente trabalho tem como objetivo a síntese do fotocalisador Bi₂WO₆ utilizando uma rota de síntese hidrotérmica totalmente verde e caracterização de acordo com dados da literatura.

Material e métodos

A síntese foi feita com base no trablho de Ge e Liu, 2014, onde 0,002 mol de Bi₂(NO₃)₃.5H₂O dissolvido em 20 mL de H₂O e agitação por 15 min, 20 mL da solução aquosa de Na₂WO₄.2H₂O (0,001 mol) foi adicionado a suspensão por gotejamento. Agitou-se por mais 15 min transferindo a solução resultante para um autoclave de teflon revestido por aço e aquecido a 150 ºC durante 24 h. O produto foi recolhido por filtração, lavado com água destilada água e etanol absoluto para várias vezes, e, em seguida seco a 80ºC por 2h em ar e uma parte desse produto obtido foi calcinado a 550ºC por 4h. Para a caracterização, as imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram feitas utilizando um microscópio modelo VEJA 3 SBU da TESCAN com voltagem de 20 kV e cristalografia utilizando um difratômetro PANalytical PERT PRO MPD (PW 3040/60) usando o método pó.

Resultado e discussão

As imagens 1a e 1b da figura 1, mostram que o produto obtido é composto por diversas microesferas distribuídas, , enquanto que as imagens 1c e 1d mostram a diferença entre as amostras não calcinadas e as calcinadas respectivamente além de que o fotocalisador Bi₂WO₆ possui a superfície com morfologia como flor que é relatada na literatura por Ge e Liu, 2014, sendo a morfologia de melhor desempenho fotocatalítico para decomposição de RhB por Bi₂WO₆. O difratograma mostrou que todos os picos do produto podem ser indexados para a fase de ortorrômbica do Bi₂WO₆ (JCPDS n. 73-1126). Os picos estreitos na figura 2 revelam que o produto obtido depois da calcinação teve uma melhor cristalização comparado ao não calcinado. O efeito da calcinação sobre a morfologia das amostras de Bi₂WO₆ mostrou os picos mais estreitos e intensos do que as amostras não calcinadas. Isso deve-se ao fato de que houve um aumento na cristalização durante a calcinação. É notado também que na amostra calcinada há um número maior de nanopratos que formam a estrutura do fotocalisador além de numerosos nanoporos que podem ser considerados como caminhos de transporte de moléculas pequenas. Durante a calcinação, o processo de auto organização e crescimento de Ostwald foi favorecido cristalizando melhor o Bi₂WO₆.

MEV


DIFRATOGRAMA

Conclusões

Em resumo, uma super estrutura de Bi2WO6 como flor foi sintetizado de modo fácil e com uma rota hidrotérmica verde, a caracterização.

Agradecimentos

LAPAC, LCO, CAPES, CNPq e UFPA

Referências

GE, M. and LIU,. Sunlight-induced photocatalytic performance of Bi2WO6 hierarchical microspheres synthesized via a relatively green hydrothermal route. Materials Science in Semiconductor Processing 25 (2014) 258–263.


KUDO, A., HIJII, S., Chem. Lett. 10 (1999) 1103–1104.
LI, H., BIAN, Z., ZHU, J., ZHANG, D., LI, G., HUO, Y., LI, H., LU, Y., Journal of the American Chemical Society 129 (2007) 8406–8407.


ZHANG, Y., ZHANG, N., TANG, Z.-R. and XU ,Y.-J., Chem. Sci., 2013, 4, 1820.