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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/66585
Tipo: | TCC |
Título: | Síntese e caracterização de compósito baseado em nitreto de carbono grafítico |
Autor(es): | Oliveira, Francisco Tairone Lessa de |
Orientador: | Fechine, Pierre Basílio Almeida |
Coorientador: | Fechine, Lillian Maria Uchôa Dutra |
Palavras-chave: | Nitreto de carbono grafítico;Fotocatalisador;Semicondutor;Compósito |
Data do documento: | 2022 |
Citação: | OLIVEIRA, Francisco Tairone Lessa de. Síntese e caracterização de compósito baseado em nitreto de carbono grafítico. 2022. 37 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022. |
Resumo: | A poluição ambiental é, indiscutivelmente, um dos principais problemas que a população mundial enfrenta hoje. Novas tecnologias estão, constantemente, sendo desenvolvidas para melhorar a qualidade do ar, da água e do solo. Nesse sentido, o nitreto de carbono grafítico (g-C3N4) vem ganhando destaque pela sua capacidade de adsorção associado à sua ação fotocatalítica na degradação de contaminantes em água. O nitreto de carbono grafítico tem sido amplamente estudado e é considerado como um fotocatalisador semicondutor livre de metal com energia de gap de banda (band gap) de 2,7 eV. No entanto, várias aplicações são dificultadas por vários obstáculos e deficiências do g-C3N4 puro, como por exemplo, a alta taxa de recombinação dos portadores de carga, a baixa condutividade elétrica e a falta de absorção acima de 460 nm. A construção de compósitos semicondutores é uma abordagem eficiente para melhorar a atividade fotocatalítica. Com isso, o presente trabalho visa sintetizar e caracterizar compósitos baseados em nitreto de carbono grafítico e óxido de zinco (g-C3N4/ZnO) com diferentes proporções de ZnO (5, 10 e 15%). Para sintetizar o compósito g-C3N4/ZnO foi realizado o método da precipitação in situ. Os compósitos sintetizados foram caracterizados por Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia de Reflectância Difusa (DRS) e Análise Termogravimétrica (TGA). A caracterização dos materiais por espectroscopia de infravermelho revelou que as bandas características das funções orgânicas e ligações esperadas estão presentes nas estruturas dos compósitos. A partir dos dados de absorbância e pelas estimativas da Eg pelo método de Tauc, à medida que se aumenta a proporção de ZnO observa-se um aumento da energia de band gap dos compósitos, indicando a presença de interações fortes do ZnO com as folhas do polímero. A análise da estabilidade térmica dos compósitos mostrou que todos os materiais apresentam resistência a altas temperaturas (até ~350 °C) e que as perdas de massa por degradação dos compósitos são proporcionais a quantidade de g-C3N4 nos compostos. |
Abstract: | The environment is undoubtedly one of the main problems that the world population faces today. New technologies are constantly being developed to improve air, water, and soil quality. In this sense, graphitic carbon nitride (g-C3N4) has been gaining prominence for its adsorption capacity associated with its photocatalytic action in the degradation of contaminants in water. However, many applications are hampered by various obstacles and shortcomings of pure g-C3N4, such as the recombination rate of high charging costs, low electrical conductivity, and lack of transport above 460 nm. The construction of semiconductor composites is an efficient approach to improve photocatalytic activity. Thus, the present work aims to synthesize and characterize a composite based on graphitic carbon nitride and zinc oxide (g-C3N4/ZnO) with different proportions of ZnO (5, 10, and 15%). To synthesize the composite g-C3N4/ZnO, the in-situ precipitation method was performed. The synthesized composites were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Diffuse Reflectance Spectroscopy (DRS), and Thermogravimetric Analysis (TGA). The characterization of the materials by infrared spectroscopy revealed that the characteristic bands of the expected organic functions and bonds are present in the structures of the composites. From the absorbance data and the estimates of Eg by the Tauc plot method, as the proportion of ZnO increases, an increase in the bandgap energy of the composites is observed, indicating the presence of strong interactions of the ZnO with the polymer sheets. The analysis of the thermal stability of the composites showed that all materials are resistant to high temperatures (up to ~350 °C) and that the mass losses due to degradation of the composites are proportional to the amount of g-C3N4 in the composites. |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/66585 |
Aparece nas coleções: | QUÍMICA - BACHARELADO - Monografias |
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