Fotoatividade e capacidade de absorção óptica por fibras cerâmicas de TIO2 e de TiO2/WO3 obtidas por electrospinning/ Photoativity and optical absorption capability by ceramic fibers of TiO2 and TiO2/WO3 obtained by electrospinning

Luana Góes Soares da Silva, Annelise Kopp Alves

Resumo


Várias propriedades ópticas nos materiais são determinadas por imperfeições, por exemplo aquelas que dão origem à atividade de cor, são ocasionadas por processos de absorção e emissão eletrônica em íons de impureza e outros defeitos pontuais. O fotocromismo é um dos tipos de cromogenismo mais conhecidos na literatura. Esse efeito é capaz de modificar, de maneira reversível, as propriedades ópticas do material em questão quando este é exposto a algum tipo de radiação eletromagnética (ultravioleta, visível ou infravermelho). Materiais fotocrômicos têm sido utilizados em diversos ramos da indústria, como: em lentes de contato e de óculos, em sensores, em janelas inteligentes, entre outras. Os óxidos de metais de transição, como: o MoO3, o WO3, o TiO2, o V2O5, e o Nb2O5, têm sido empregados no estudo do fotocromismo. Neste trabalho, fibras dos óxidos de titânio e tungstênio foram sintetizadas por electrospinning e, suas propriedades ópticas e fotocatalíticas foram analisadas. As fibras sintetizadas foram submetidas a tratamentos térmicos em temperaturas de 650 ºC, 700 ºC, 750 ºC e 800 ºC, a fim de remover os resíduos poliméricos e contribuir para a formação das fases cristalinas. O TiO2 foi escolhido devido ao seu bom desempenho como fotocatalisador, e o WO3 porapresentar em todos os efeitos cromógenos as maiores variações na absorbância óptica, o que faz com que este óxido seja o mais utilizado em pesquisas quando deseja-se estudar o efeito fotocrômico. A microestrutura das amostras foi determinada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), as fases cristalinas formadas foram observadas por difração de raios X (DRX), o fotocromismo e a capacidade de absorção óptica foi determinada através de um espectrofotômetro Konica Minolta e a fotoatividade das amostras foi analisada através de ensaios de fotocatálise heterogênea. Os resultados apontam que todas as fibras tiveram a sua cor modificada quando submetidos a radiação UVA-visível. Também foi possível observar que as todas as amostras sintetizadas por electrospinning foram capazes de degradar 125 mL de uma solução 20 ppm do corante de alaranjado de metila, sendo que as amostras de TiO2/WO3 tratadas termicamente a temperatura de 800 ºC apresentaram aproximadamente 100% de fotoatividade e de absorbância de luz na região do UVA-visível.


Palavras-chave


Fibras Cerâmicas, Fotoatividade; Electrospinning, Fotocromismo; Absorção Óptica.

Texto completo:

PDF

Referências


Bharti, B.; Kumar, S.; Lee, H.N.; Rajesh, K.; Formation of oxygen vacancies and Ti3+ state in TiO2 thin film and enhanced optical properties by air plasma treatment, Scientific Reports, 2016, pp.1-12.

Callister, William D.Jr. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma introdução, Rio de Janeiro: LTC, 5ª edição, 2002, 589p.

Chiang, Y.M.; Birnie III, D., Kingery, W.D. Physical Ceramics. Principlles for Ceramics Science and Engineering, by John Wiley & Sons, Inc, 1997, 513p.

Coelho, E. C. de S. Síntese, caracterização e propriedades fotocrômicas de sais derivados do ácido N (3,5 - dinitrobenzoil) -α- fenilglicina. 2008. 78p. Dissertação de Mestrado (Centro de Ciências Exatas e da Natureza- Departamento de Química Fundamental) - Programa de Pós- Graduação em Ciência de Materiais, Universidade Federal de Pernambuco, Recife.

Feltrin, J, Sartor, M.N.A.; De Noni; A.M.; Bernardin, A.M.; Hotza, D.; Labrincha, J.A.; Superfícies fotocatalíticas de titânia em substratos cerâmicos. Parte I: Síntese, estrutura e fotoatividade, Cerâmica, 2013, v.59, pp.620-632.

Galvão, J. R.; Scarminio, J. Fotocromismo em filmes finos de óxidos de tungstênio de diferentes composições, Química Nova, 26 (2003) 488-492.

Gonçalves, A. M. F, Desenvolvimento de Tintas Fotocrômicas para Aplicação em Embalagens Inteligentes. 2013, 82p. Dissertação de Mestrado (Faculdade de Ciências e Tecnologia) - Universidade Nova de Lisboa.

Minolta, K.; Precise color communication: color control from feeling to instrumentation, Osaka, Japan (2007) p.62.

Muccillo, E. N.S., Condutores de íons oxigênio - uma breve revisão, Cerâmica, 2008, v.54, pp.129-144.

Oliveira, H.G., Eletrodos porosos contendo TiO2 e WO3: propriedades eletroquímicas e atividade fotocatalítica para remoção do corante rodamina 6G e do hormônio 17 α-etinilestradiol em solução aquosa. 2012. 188p. Doutorado. (Tese de doutorado em Ciências) Instituto de Química da Universidade Estadual de Campinas SP/Campinas.

Rahimi, N.; Pax, R.A.; Mac, E.G.; Review of functional titanium oxides. I: TiO2 and its modifications, Progress in Solid State Chemistry, 2016, v.44, pp. 86-105.

Silva, L. G. S, Alves, A. K., Obtenção, caracterização e utilização de fibrasO nanoestruturadas de TiO2 dopadas com tungstênio como fotocatalisadores, Brazilian Applied Science Review, 2020, v.4, n.6, pp.3692-3703.

Silva, R.A.; Petter, C.O.; Schneider, I.A.H.; Color loss evaluation of artificially stained agates. REM: Revista Escola de Minas, 2007, v.60, pp.477-482.

Sobrinho, J. A. Fotocromismo e Luminescência de Compostos a Base de Tungstênio e Íons Terras Raras Trivalentes Via Síntese Hidrotérmica. 2015, 148p. Dissertação de Mestrado (Programa de Pós-Graduação em Química) - Universidade Estadual Paulista, Araraquara.




DOI: https://doi.org/10.34115/basrv5n1-009

Apontamentos

  • Não há apontamentos.