Otimização dos processos de síntese para obtenção do composto α-MoO3/C3N4 e estudo de sua atividade fotocatalítica
Óxidos simples, material híbrido, molibdênio, nitreto de carbono, spray pirólise, fotocatálise, fotoluminescência.
O MoO3 é um semicondutor do tipo n com propriedades únicas como eficiência fotocatalítica e diferentes morfologias atraindo, assim, considerável atenção e sendo estudado tanto isolado quanto em associação com outros semicondutores com o objetivo de melhorar ainda mais suas propriedades. O C3N4 é outro fotocatalisador que tem atraído atenção por apresentar baixo bandgap (2,7 eV), permitindo absorção de luz visível para geração de mais pares elétron-buraco, nesta pesquisa foi realizada a otimização das sínteses dos materiais isoladamente e seu acoplamento para a obtenção do material híbrido a-MoO3/C3N4. O trabalho foi dividido em três etapas. Na primeira etapa, por meio do método de síntese spray-pirólise foram realizadas sínteses a diferentes concentrações de precursor (0,1M, 0,2M e 0,3M), temperaturas (600 °C a 1000 °C) e potência do atomizador (70% e 100%), a taxa de fluxo, por sua vez, foi fixada em 3 L/min, os diferentes parâmetros foram utilizados visando a obtenção em uma única etapa de a-MoO3. Otimizada a síntese do MoO3 o próximo passo foi a utilização do método sonoquímico (etapa 2) a diferentes tempos (5 min, 10 min e 15 min) na amostra selecionada e análise dos resultados obtidos. De posse do tempo de síntese com melhores resultados, deu-se início à etapa 3 em que por meio da síntese ultrassônica foi feito o acoplamento do MoO3 e C3N4 sendo obtido o compósito de material híbrido MoO3/C3N4. Os materiais foram caracterizados pelas técnicas de Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia na região do UV-Visível (Uv-Vis), Microscopia Eletrônica de Varredura por emissão de campo (MEV-FEG), Fotoluminescência e avaliado sua eficiência fotocatalítica frente a corantes orgânicos. O difratograma apresentou a obtenção de fase ortorrômbica a-MoO3 com grupo espacial de 62 Pbnm bem como a presença de fase hidratada nas amostras analisada. As amostras de compósitos analisadas apresentaram valores de energia de gap de 3,09 eV. A amostra MOCN 1 apresentou a melhor atividade fotocatalítica. Por meio das micrografias foi possível observar a influência dos parâmetros de síntese e do próprio processo ultrassônico na morfologia das amostras, variações estas que influenciaram na atividade fotocatalítica e fotoluminescência das amostras.