Última alteração: 2013-11-19
Resumo
O TiO2 é um semicondutor bastante utilizado em investigações de fotocatálise. Seu band gap é da ordem de 3,2 eV e o mecanismo de fotocatálise se inicia quando o catalisador absorve um fóton com energia hn adequada, produzindo um par de elétron-buraco na nanopartícula de TiO2, responsável por degradar alguns compostos, como o azul de metileno.
A luz solar é composta predominantemente por radiação visível e para utilizá-la é necessário que o TiO2 absorva-a, sendo a dopagem do óxido por elementos não metálicos bastante utilizada.
Neste trabalho, foi realizada a dopagem do TiO2 com enxofre e avaliada a sua capacidade de fotodegradar o azul de metileno.
O S:TiO2 4:1 foi preparado misturando-se 10 mL de isopropóxido de titânio, 10,336 g de tiouréia e 100 mL de etanol. A suspensão foi agitada por uma hora a temperatura ambiente e a mistura foi rotaevaporada até formar uma pasta, que foi seca em um dessecador para remoção completa de solvente. O sólido obtido foi aquecido a 500°C por três horas e resultou no S:TiO2. Os S:TiO2 2:1 e 1:1 foram preparados analogamente, usando 5,168g e 2,548g de tiouréia respectivamente. O óxido não dopado foi preparado sem adição de tiouréia.
A irradiação das amostras foi feita utilizando um simulador solar – Newport, modelo 96000, com filtro que simula o espectro solar AM 1,5G, sendo a potência irradiada de 75,2 mW/cm². A influência térmica do processo foi avaliada por experimentos realizados na ausência de luz. O acompanhamento do processo foi feito em um espectrofotômetro Agilent 8453, utilizando as variações em 665 nm para comparações.
Devido à dificuldade para preparar amostras de mesma absorbância inicial, todas as amostras preparadas foram normalizadas com relação à absorbância inicial, A0, e os dados analisados em função da relação At/A0.
Na presença do TiO2 observou-se a degradação do azul de metileno em função do tempo de irradiação. Utilizado o S:TiO2 a degradação foi muito mais intensa. Isso deve-se ao fato de que, com a dopagem, houve redução do band gap do semicondutor promovendo a formação de pares elétron-buraco com fótons na região visível do espectro.
Conclui-se que a adição de fotocatalisadores é fundamental para promover a degradação de compostos como azul de metileno e que o semicondutor dopado apresenta uma maior taxa de degradação quando comparado com seu análogo intrínseco.