Efeito da Razão Combustível-Oxidante na Síntese por Combustão de Nanocatalisadores de NiO e ZnO para Fotocatálise de Contaminantes Emergentes

Abstract

Os corpos de água presentes na natureza são de extrema importância para o ecossistema de seus locais, assim como para o progresso humano. Balancear a utilização e a preservação dos recursos hídricos é uma tarefa importante para amenizar a ação antrópica. Dentre muitos poluentes comumente encontrados, o hidrocloridrato de tetraciclina (TC – HCl) se destaca por ser um contaminante de alto espectro de ação poluente. Processos oxidativos como a fotocatálise heterogênea se apresentam como um mecanismo eficiente e de baixo custo para a remoção de contaminantes dos meios hídricos, por meio da utilização de materiais semicondutores fotocatalíticos. A síntese por combustão de solução (SCS) é um método rápido e eficaz de produzir nanopartículas de óxidos semicondutores com alto teor de pureza, a partir da reação exotérmica gerada a partir de sais metálicos e um combustível orgânico. A escolha do combustível utilizado na síntese e da razão combustível-oxidante são fatores que impactam diretamente as propriedades finais do material formado, permitindo uma manipulação de propriedades estruturais, morfológicas e ópticas do material. Neste contexto, este projeto buscou avaliar a utilização de diferentes razões combustível-oxidante na síntese por combustão de solução de nanopartículas de óxido de zinco (ZnO) e óxido de níquel (NiO), no intuito de avaliar as melhores condições de síntese para atingir propriedades favoráveis na aplicação dessas NPs em fotocatálise. As propriedades físico-químicas foram avaliadas por DRX, MEV, BET e UV-vis e o potencial fotocatalítico foi avaliado por ensaios de fotocatálise sob lâmpada fluorescente usando a TC-HCl como poluente modelo. As análises mostraram que o ZnO apresentou ser um material mais robusto frente às variações do sistema de síntese e se destacou na eficiência fotocatalítica, removendo até 88% do poluente sob luz fluorescente, em 1 hora de ensaio. O NiO teve uma redução significativa na área superficial e um aumento no tamanho das partículas com o aumento da razão combustível/oxidante. Por possuir um maior valor de band gap, seu potencial de remoção do poluente se deu apenas por adsorção e atingiu um máximo de 48%.