Navegação por assunto "photocatalysis"

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  • IPEN-DOC 18587

    NAKAMURA, LIANA K.O. . Atividade fotocatalítica de filmes nanoestruturados de dióxido de titânio incorporados com nanopartículas de metais nobres / Noble metals nanoparticles on titanium dioxide nanostructured films and the influence of their photocatalytic activity . 2012. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 237 p. Orientador: Jorge Moreira Vaz. DOI: 10.11606/T.85.2012.tde-06032013-135424

    Abstract: Atualmente, a nanociência e nanotecnologia são consideradas como um campo emergente onde, continuamente, as barreiras entre as disciplinas são rompidas. Seu principal foco de estudo consiste em buscar o controle estrutural ao nível molecular, arranjando os átomos de modo a se conseguir um entendimento e controle das propriedades fundamentais da matéria. Neste estudo foram propostas modificações moleculares e, consequentemente, na morfologia, propriedades ópticas e cristalinas em filmes finos de TiO2 com o objetivo de aumentar sua eficiência fotônica. Os filmes finos de TiO2 foram preparados pelo processo sol-gel avaliando a influência de diferentes ácidos e agente direcionador para a obtenção dos arranjos nanoestruturados. A seguir, os filmes que apresentaram maior eficiência fotônica foram incorporados com nanopartículas metálicas (Au, Ag, Pd e Pt) com objetivo de minimizar os processos de recombinação eletrônica do par lacuna/elétron. Das diversas rotas estudadas, os filmes finos de TiO2 preparados com ácido acético obtiveram maior eficiência fotônica devido à pouca aglomeração dos grãos de titânia, o que pode ter favorecido uma maior exposição dos sítios fotocatalíticos. A presença do agente direcionador na formulação teve pouco efeito na eficiência fotônica, possivelmente devido à maior aglomeração dos grãos nos filmes finos de TiO2. Com a adição de nanopartículas metálicas, os filmes finos de TiO2 com nanopartículas de platina e ouro apresentaram maior eficiência fotônica. A presença de hexamina nos filmes finos de TiO2 com nanopartículas metálicas teve pouca influência na eficiência fotônica, exceto com nanopartículas de platina e ouro. A melhora da eficiência fotônica, nestes casos, pode ser atribuída a uma possível diminuição da velocidade de recombinação do par lacuna/elétron. Dessa forma, com o presente trabalho pôde-se comprovar a grande influência das condições de preparação do TiO2 nas propriedades ópticas, morfológicas e na eficiência fotônica. Futuramente, com o maior entendimento do mecanismo desta influência poder-se-ão delinear de forma mais precisas a morfologia e eficiência fotônica destes filmes finos de TiO2, conforme a aplicação a qual serão destinados.

    Palavras-Chave: thin films; titanium oxides; photocatalysis; molecular structure; sol-gel process; nanostructures; particles; gold; silver; palladium; platinum

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  • IPEN-DOC 26757

    BENTO, R.T. ; CORREA, O.V. ; COTINHO, S.P. ; SANTOS, T.F. dos ; PILLIS, M.F. . Avaliação do efeito da morfologia e da espessura de filmes de TiO2 na degradação do corante alaranjado de metila. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE QUÍMICA, 59., 5-8 de novembro, 2019, João Pessoa, PB. Anais... Rio de Janeiro, RJ: Associação Brasileira de Química, 2019.

    Abstract: Filmes de TiO2 com diferentes espessuras foram crescidos por MOCVD sobre vidro borossilicato a 400°C. Os efeitos das características morfológicas e da espessura dos filmes sobre sua atividade fotocatalítica foram avaliados a partir da degradação do corante alaranjado de metila sob luz UVA. Os resultados apontaram a existência de um valor ideal de espessura, no qual o catalisador exibe o melhor desempenho fotocatalítico. O filme de TiO2 com espessura de 470 nm exibiu o melhor comportamento, com uma eficiência de 65,3 % em 5 horas de uso. O filme apresentou uma elevada estabilidade fotocatalítica, após diversos ciclos de utilização, o que permite a sua aplicação prática no tratamento de água a partir de um método verde, e com alta durabilidade e eficiência

    Palavras-Chave: titanium oxides; organometallic compounds; chemical vapor deposition; photocatalysis

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  • IPEN-DOC 29154

    MELO, CAMILA G. ; BORRELY, SUELI I. ; ROSA, JORGE M. ; PEREIRA, MARIA da C.C. . Águas residuais de tingimentos têxteis por processo convencional e após tratamento e reutilização: avaliação de parâmetros físico-químicos e de toxicidade. In: CONGRESSO NACIONAL DE MEIO AMBIENTE, 19., 20-22 de setembro, 2022, Poços de Caldas, MG. Anais... Muzambinho, MG: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sul de Minas Gerais - Campus Muzambinho, 2022.

    Abstract: A indústria têxtil é destaque mundial, tanto por sua importância econômica, quanto pelas questões ambientais relacionadas à sua cadeia produtiva. As águas residuais provenientes de tingimentos com corantes reativos, possuem características complexas que comprometem os corpos d’água receptores e, consequentemente, a sobrevivência dos organismos aquáticos. Neste contexto, o estudo contemplou a realização de cinco tingimentos consecutivos, usando efluente tratado em cada etapa. Todos os tratamentos fotoquímicos obtiveram Decaimento Absorciométrico (DA) acima de 90%, permitindo que o efluente fosse reaproveitado em novos tingimentos desde o primeiro até o último efluente tratado. No processo proposto, a taxa de Carbono Orgânico Total (COT) obtida após cinco tingimentos consecutivos com o efluente tratado foi de 34 mg L-1, em comparação aos 435 mg L-1 do efluente obtido após cinco processos convencionais. A Salinidade do efluente final obtida pelo processo proposto foi de 2,34 g L-1 de NaCl, comparada a concentração de 25 g L-1 apresentada no efluente pelo processo convencional. O consumo médio de água para um tingimento de algodão de um quilograma, pelo processo proposto, foi de aproximadamente 24 litros, em comparação aos 70 litros consumidos pelo processo convencional. No entanto, o efluente tratado apresentou valores de toxicidade < 6,25% (CE50, com intervalo de confiança de 95%) contra 10,25% do efluente bruto (sem tratamento). A concentração mediana, que causou a imobilidade dos organismos expostos, indicou a maior sensibilidade do microcrustáceo Daphnia similis ao efluente tratado.

    Palavras-Chave: waste water; waste management; dyes; textile industry; photocatalysis; toxicity; water treatment

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  • IPEN-DOC 21744

    MARCELLO, BIANCA A. . Caracterização microestrutural, morfológica e fotocatalítica de filmes finos de TiO2 obtidos por deposição química de organometálicos em fase vapor / Microstructural, morphologic and photocatalytic characterization of TiO2 thin films grown by metalorganic chemical vapor deposition . 2015. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 97 p. Orientador: Marina Fuser Pillis. DOI: 10.11606/D.85.2016.tde-19042016-103336

    Abstract: O dióxido de titânio possui diversas aplicações tecnológicas, desde pigmento em tintas, até revestimentos funcionais. É um material resistente à degradação eletroquímica e fotoquímica. Com o aumento da produção industrial de corantes, há um aumento significativo da produção de rejeitos, sendo necessário o desenvolvimento de novas técnicas de degradação, a fim de reduzir a formação de efluentes. Dentre essas técnicas encontram-se os processos oxidativos avançados (POAs), que se baseiam na formação de radicais hidroxila para a degradação dos compostos liberados nos efluentes. A fotocatálise heterogênea utiliza um material semicondutor ativado por radiação ultra-violeta a fim de produzir os radicais hidroxila. Apesar de existirem estudos relacionados à utilização do TiO2 como fotocatalisador, há poucos dados com relação à sua aplicação na forma de filme suportado. Este trabalho teve por objetivos crescer filmes de TiO2 sobre borossilicato, por meio da técnica de deposição química de organometálicos em fase vapor, nas temperaturas de 400 e 500ºC por até 60 minutos, bem como proceder à caracterização microestrutural, morfológica e fotocatalítica desses filmes. Anatase foi a fase identificada em todos os filmes. Os filmes crescidos a 400°C apresentaram estrutura densificada, enquanto que os filmes crescidos a 500°C apresentaram estrutura colunar bem definida. A fotodegradação foi avaliada por meio da degradação do corante alaranjado de metila nos valores de pH 2,00; 7,00 e 10,00. Os resultados de degradação do corante mostraram que a maior eficiência do processo de degradação ocorre em pH = 2. Nessa condição, os melhores resultados ocorrem com o filme crescido por 30 minutos a 400°C, que apresentou 65,3% de degradação.

    Palavras-Chave: thin films; vapor deposited coatings; chemical vapor deposition; morphological changes; photocatalysis; structural chemical analysis; organic oxygen compounds; titanium oxides; microstructure; decomposition; environmental degradation; thermal degradation; environmental impacts; waste processing

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  • IPEN-DOC 28417

    SOUZA, MARCIELLI K.R. de; CARDOSO, EDUARDO dos S.F.; FORTUNATO, GUILHERME V.; LANZA, MARCOS R.V.; NAZARIO, CARLOS E.; ZANONI, MARIA V.B.; MAIA, GILBERTO; CARDOSO, JULIANO C. . Combination of Cu-Pt-Pd nanoparticles supported on graphene nanoribbons decorating the surface of TiO2 nanotube applied for CO2 photoelectrochemical reduction. Journal of Environmental Chemical Engineering, v. 9, n. 4, p. 1-11, 2021. DOI: 10.1016/j.jece.2021.105803

    Abstract: The photoelectrocatalysis (PEC) technique was applied in CO2 reduction using different proportions of Cu, Pd, and Pt supported on graphene nanoribbons (GNR) and deposited on the surfaces of TiO2 nanotubes. Altogether, nine combinations of TiO2-NT/GNR-metal were assembled, although only three of them efficiently promoted the generation of methanol and ethanol in high quantities. Comparison with the photocatalysis, photolysis, and electrocatalysis techniques showed the extremely high efficiency of PEC, which enabled production of methanol and ethanol at levels around 19.2-fold and 44.4-fold higher, respectively, than photocatalysis, the second most efficient technique. The presence of metallic nanoparticles in the system facilitated CO2 reduction due to the trapping of the photogenerated electrons, prolonging their lifetime, lowering the reaction energy barrier for CO2 reduction, and provided active intermediates. Therefore, the assembly of these materials containing low amounts of metals is highly promising, since it can assist in alleviating environmental problems caused by CO2 emissions, while at the same time enabling the energetically efficient generation of compounds of commercial value.

    Palavras-Chave: photoelectrolysis; photocatalysis; methane; ethanol; carbon nanotubes

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  • IPEN-DOC 28325

    YOVANOVICH, MARCOS ; SILVA, ARACELI J. da ; SOUZA, RODRIGO F.B. de ; USSUI, VALTER ; NETO OLIVEIRA, ALMIR ; LAZAR, DOLORES R.R. . Conversion of methane to methanol using WO3/TiO2 porous photocatalyst. International Journal of Electrochemical Science, v. 16, n. 7, p. 1-14, 2021. DOI: 10.20964/2021.07.65

    Abstract: The conversion of methane into methanol is one of the great challenges in the photocatalysis. In this investigation WO3/TiO2 photocatalysts was synthesized by sodium borohydride (NaBH4) method. The tungsten concentration was studied in the range of 5 to 20 atomic ratio. XRD results revealed a TiO2 anatase phase and WO3 peaks near the background noise. However, WO3 presence has been highlighted by Raman spectroscopy, indicating the existence of both orthorhombic and amorphous phase.The photocatalyst experiments showed that all materials enable the methanol production in UVC irradiation, and only the materials with WO3 content produced the alcohol in white light irradiation. The high conversion was observed for WO3(10)/TiO2(90) with 3.5 mmol h-1. The conversion of methane to methanol was most promising using WO3(10)/TiO2(90) due high conversion and no other products observed in FTIR spectra.

    Palavras-Chave: methane; methanol; porous materials; photocatalysis; reactors

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  • IPEN-DOC 29568

    SILVAINO, PATRICIA F. ; SPINACE, ESTEVAM V. ; VAZ, JORGE M. . Development of noble metals/TiO2 photocatalysts for photocatalytic conversion of methane coupling with hydrogen evolution from water. In: CINE CONFERENCE, 3., 18-19 de outubro, 2022, Campinas, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Methane, the main component of natural gas (< 80%), is an expressive source of carbon and hydrogen, with large world reserves and can be used as raw material to produce petrochemicals and fuels; however, efficient CH4 conversion under mild conditions remains a challenge due to its low reactivity. In addition, the methane conversion coupled with water splitting, which is the purpose of this work, is quite interesting and desirable, due to the production of hydrogen in a more sustainable way. One of the alternative ways to convert CH4 under low temperatures is Heterogeneous Photocatalysis, which will be used in the present study. When a semiconductor photocatalyst absorbs light with a wavelength greater than or equal to its bandgap, electrons are photoexcited to the conduction band and holes (h+) are formed in the valence band, forming the so-called electron-hole pairs, which in turn can initiate various redox reactions (Figure 1). Solar Photocatalysis would be an ideal method to convert methane and produce hydrogen from water. In this project, photocatalysts with different compositions and morphologies will be developed based on noble metals nanoparticles (Pt, Pd, Au, Ag) supported on TiO2 P25. The final goal is to obtain more active photocatalysts to increase the quantum efficiency of the system.

    Palavras-Chave: methane; photocatalysis; semiconductor materials; hydrogen production

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  • IPEN-DOC 27162

    MARCELLO, BIANCA A. ; CORREA, OLANDIR V. ; BENTO, RODRIGO T. ; PILLIS, MARINA F. . Effect of growth parameters on the photocatalytic performance of TiO2 films prepared by MOCVD. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 31, n. 6, p. 1270-1283, 2020. DOI: 10.21577/0103-5053.20200012

    Abstract: The present study evaluated the main factors that influence the photocatalytic activity of titanium dioxide (TiO2) films grown by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) at 400 and 500 °C, in different growth times. The photocatalytic behavior was analyzed by measuring the methyl orange dye degradation at different pH values. Structural and morphological characteristics, and the recyclability of the catalysts for several cycles were also investigated. Anatase phase was identified in all films. The higher photodegradation performances were obtained at acidic pH. The results demonstrated that the photocatalyst thickness is an important parameter in heterogenous photocatalysis. The best photocatalytic result occurred for the 395 nm-thick TiO2 film grown at 400 °C, which presented 65.3% of the dye degradation under UV light. The recyclability experiments demonstrated that the TiO2 films grown by MOCVD present a great stability after several photocatalytic cycles, which allows their practical application for water treatment with high efficiency.

    Palavras-Chave: titanium oxides; chemical vapor deposition; thin films; borosilicate glass; dyes; photocatalysis; recycling; substrates

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  • IPEN-DOC 28430

    PALHARIM, PRISCILA H.; FUSARI, BEATRIZ L.D. dos R.; RAMOS, BRUNO; OTUBO, LARISSA ; TEIXEIRA, ANTONIO C.S.C.. Effect of HCl and HNO3 on the synthesis of pure and silver-based WO3 for improved photocatalytic activity under sunlight. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, v. 422, p. 1-12, 2022. DOI: 10.1016/j.jphotochem.2021.113550

    Abstract: Heterogeneous photocatalysis have been considered an important and efficient alternative water and wastewater treatment process. In this area, different semiconductors, such as tungsten trioxide, have been investigated aiming to enhance photocatalytic performance. WO3 is known to be an efficient material with high stability in acidic conditions. In the present work, pure and Ag/AgCl-doped WO3 photocatalysts were synthesized by a simple hydrothermal method. A discussion of the effects of two pH-controlling agents, HCl and HNO3, in the final properties of the catalyst is reported for the first time. The materials were characterized by XRD, BET, SEM, EDS and UV–vis DRS. All catalysts showed similar or enhanced band gap values compared to a standard photocatalyst benchmark (TiO2 P25). The type of acid did not lead to significant differences in morphology or photocatalytic activity of undoped catalysts. In contrast, doped catalysts prepared using HCl resulted in particles of flower-like morphology, with higher uniformity and slightly narrower band gap values. Furthermore, the use of HCl in the synthesis of silver-doped WO3 resulted in catalysts containing AgCl, while Ag0 was the major dopant species when HNO3 was used. All materials exhibited good photocatalytic activity, with a maximum of 75.4% acetaminophen degradation under simulated sunlight achieved by the catalyst prepared with HCl and doped with 5% Ag-equivalent. For this catalyst, the degradation kinetics was found to be consistent with the Langmuir-Hinshelwood (L−H) model, and reusability tests showed no significant decrease in the degradation efficiency after four cycles. Finally, the effects of different scavengers suggest that O2•− species play a major role in acetaminophen degradation with the material containing WO3, Ag and AgCl.

    Palavras-Chave: photocatalysis; doped materials; hydrothermal synthesis; waste water; water treatment; heterogeneous catalysis

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  • IPEN-DOC 25444

    BENTO, RODRIGO T. . Estudo da atividade fotocatalítica de filmes de TiO2 dopados com enxofre / Study of photocatalytic activity of sulfur-doped TiO2 films . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 116 p. Orientador: Marina Fuser Pillis. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-01112018-153726

    Abstract: O presente trabalho teve como objetivos o estudo das propriedades nanoestruturais, características morfológicas e avaliação do comportamento fotocatalítico de filmes de dióxido de titânio dopados com enxofre. Os filmes de TiO2 foram crescidos sobre borossilicato, por meio da técnica de MOCVD, na temperatura de 400 °C. O processo de dopagem com enxofre deu-se a partir do tratamento termoquímico de sulfetação, realizado sob atmosfera de H2 / 2%v. H2S, nas temperaturas de 50 °C, 100 °C e 150 °C, o que resultou em teores de S de 8 at.%, 3 at.% e 0,2 at.%, respectivamente. A degradação do corante alaranjado de metila foi utilizada para avaliar a atividade fotocatalítica dos filmes sob radiação ultravioleta e visível. Todos os filmes exibiram a formação da fase anatase, compostos por grãos bem definidos, e estrutura colunar densificada. Foi observada a formação de grupos SO42- na superfície dos filmes dopados, indicando a substituição dos íons Ti4+ pelo cátion S6+, e a formação da ligação Ti-O-S nos filmes. Os testes de degradação indicaram que os filmes de S-TiO2 apresentam atividade fotocatalítica tanto sob radiação UV, quanto em luz visível. O filme de 8 at.% S-TiO2, dopado a 50 °C, exibiu o melhor comportamento fotocatalítico, com 72,1 % de degradação do corante sob luz visível. Os resultados sugerem que a dopagem com S, além de formar uma morfologia favorável ao processo de fotocatálise, promoveu um deslocamento da absorção do TiO2 para a região do espectro visível, o que consequentemente permite a sua aplicação prática sob luz solar ou lâmpadas de luz visível.

    Palavras-Chave: organic semiconductors; titanium oxides; films; photocatalysis; nanostructures; physical properties

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  • IPEN-DOC 28429

    CATANHEIRA, BRUNA; OTUBO, LARISSA ; OLIVEIRA, CRISTIANO L.P.; MONTES, ROSA; QUINTANA, JOSE B.; RODIL, ROSARIO; BROCHSZTAIN, SERGIO; VILAR, VITOR J.P.; TEIXEIRA, ANTONIO C.S.C.. Functionalized mesoporous silicas SBA-15 for heterogeneous photocatalysis towards CECs removal from secondary urban wastewater. Chemosphere, v. 287, Part 1, p. 1-11, 2022. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2021.132023

    Abstract: The photocatalytic activity of TiO2 nanoparticles (NPs) supported on mesoporous silica SBA-15 (TiO2/SBA-15) was evaluated for the photodegradation of sulfadiazine (SDZ), as target contaminant of emerging concern (CEC), using either pure water solutions (PW) or a real secondary urban wastewater (UWW) spiked with SDZ. For this purpose, TiO2/SBA-15 samples with 10, 20 and 30% TiO2 (w/w) were prepared by the sol-gel post synthetic method on pre-formed SBA-15, using titanium (IV) isopropoxide as a precursor. The TiO2/SBA-15 materials were characterized by HRTEM, SAXS and XRD, nitrogen adsorption isotherms and UV–vis diffuse reflectance spectroscopy. TiO2 NPs were shown to be attached onto the external surface, decorating the SBA-15 particles. The TiO2/SBA-15 catalysts were active in SDZ photodegradation using the annular FluHelik photoreactor, when irradiated with UVA light. The 30% TiO2/SBA-15 sample presented the best performance in optimization tests performed using PW, and it was further used for the tests with UWW. The photocatalytic activity of 30% TiO2/SBA-15 was higher (56% SDZ degradation) than that of standard TiO2–P25 (32% SDZ degradation) in the removal of SDZ spiked in the UWW ([SDZ] = 2 mg L−1). The photodegradation of SDZ with 30% TiO2/SBA-15 eached 90% for UWW spiked with a lower SDZ concentration ([SDZ] = 40 μg L−1). Aside of SDZ, a suit of 65 other CECs were also identified in the UWW sample using LC-MS spectrometry. A fast-screening test showed the heterogeneous photocatalytic system was able to remove most of the detected CECs from UWW, by either adsorption and/or photocatalysis.

    Palavras-Chave: oxidation; photocatalysis; silica; porous materials; sulfonamides

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  • IPEN-DOC 12348

    VAZ, JORGE M. ; NAKAMURA, LIANA K.O.. Influencia da fonte de irradiacao na fotodegradacao de eosina azulada em filmes finos de dioxido de titanio. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CATALISE, 14.; ANAIS DO CONGRESSO BRASILEIRO DE CATALISE, 16-19 set., 2007, Porto De Galinhas, PE. Anais... 2007.

    Palavras-Chave: titanium oxides; photocatalysis; eosin; spectrophotometry; thin films; decomposition

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  • IPEN-DOC 18091

    NAKAMURA, LIANA K.O.; VAZ, JORGE M. . Influência do tipo de ácido e tempo de envelhecimento na atividade fotocatalítica de filmes finos de TiOsub(2). Quimica Nova, v. 34, n. 7, p. 1173-1176, 2011.

    Palavras-Chave: titanium oxides; thin films; photocatalysis; inorganic acids; aging; sol-gel process

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  • IPEN-DOC 28346

    JANUARIO, ELIANE R. ; SILVAINO, PATRICIA F. ; MACHADO, ARTHUR P. ; VAZ, JORGE M. ; SPINACE, ESTEVAM V. . Methane Conversion Under Mild Conditions Using Semiconductors and Metal-Semiconductors as Heterogeneous Photocatalysts: State of the Art and Challenges. Frontiers in Chemistry, v. 9, p. 1-11, 2021. DOI: 10.3389/fchem.2021.685073

    Abstract: The processes currently used in the chemical industry for methane conversion into fuels and chemicals operate under extreme conditions like high temperatures and pressures. In this sense, the search for methane conversion under mild conditions remains a great challenge. This review aims to summarize the use semiconductors and metal-semiconductors as heterogeneous photocatalysts for methane conversion under mild conditions into valuable products. First, a brief presentation of photochemical conversion of methane is provided and then the focus of this review on the use of heterogeneous photocatalysts for methane conversion are described. Finally, the main challenges and opportunities are discussed.

    Palavras-Chave: semiconductor materials; photocatalysis; heterogeneous catalysis; methane

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  • IPEN-DOC 27735

    ANDRADE, LUANA dos S.; OTUBO, LARISSA ; CASTANHEIRA, BRUNA; BROCHSZTAIN, SERGIO. Novel periodic mesoporous organosilicas containing pyromellitimides and their application for the photodegradation of asphaltenes. Microporous and Mesoporous Materials, v. 312, p. 1-8, 2021. DOI: 10.1016/j.micromeso.2020.110740

    Abstract: Periodic mesoporous organosilicas containing pyromellitic diimide units embedded in the pore walls (PMOPMI) were synthesized by co-condensation of the bridged silsesquioxane precursor N,N′-bis(3-triethoxysilylpropyl)pyromellitimide with tetraethoxysilane (TEOS) in acidic conditions, in the presence of the structure-directing agent Pluronics P-123. PMOPMI were also synthesized from the corresponding amic acid precursors. The PMOPMI were studied by different techniques, including N2 adsorption isotherms, transmission electron microscopy, infrared and diffuse reflectance spectroscopy and contact angles. The studied samples displayed well-organized 2D-hexagonal structures. The PMOPMI were able to adsorb petroleum asphaltenes from toluene solutions, and were efficient photosensitizers for the photodegradation of the adsorbed asphaltenes when irradiated. Most of the asphaltenes were removed from solutions by the combined action of adsorption and photodegradation processes.

    Palavras-Chave: porous materials; silica; nanocomposites; asphaltenes; photocatalysis; petroleum; ultraviolet radiation

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  • IPEN-DOC 27737

    BENTO, RODRIGO T. ; CORREA, OLANDIR V. ; PILLIS, MARINA F. . On the surface chemistry and the reuse of sulfur-doped TiO2 films as photocatalysts. Materials Chemistry and Physics, v. 261, p. 1-7, 2021. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2021.124231

    Abstract: The surface chemistry and recyclability of sulfur-doped titanium dioxide (TiO2) films was evaluated. The photocatalysts were grown by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) at 400 ◦C. The films were sulfur-doped at 50 ◦C by using hydrogen sulfide (H2S) as sulfur source. The photocatalytic behavior of the films was measure by monitoring the methyl orange dye decolorization under visible light for several cycles. The films are formed only for the anatase crystalline phase. The results demonstrated that no structural modifications or significant differences in the morphology of the films occurred after their use. The sulfur-doped TiO2 films presented good photocatalytic activity, with an efficiency of 72.1% under visible light in its first use. The durability experiments suggest that even with the dye impregnation on the catalyst surface, the photocatalytic activity of the S-doped TiO2 films remained around 70% in the first 3 cycles, which allows their practical application for water treatment and purification under sunlight.

    Palavras-Chave: titanium oxides; sulfur; doped materials; films; vapor phase epitaxy; recycling; photocatalysis; surfaces; chemical vapor deposition

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  • IPEN-DOC 29611

    CASTANHEIRA, BRUNA; BROCHSZTAIN, SERGIO; OTUBO, LARISSA ; TEIXEIRA, ANTONIO C.S.C.. Periodic mesoporous organosilicas containing naphthalenediimides as organic sensitizers for sulfadiazine photodegradation. Journal of Hazardous Materials, v. 443, n. Part B, p. 1-9, 2023. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2022.130224

    Abstract: In this work, periodic mesoporous organosilicas (PMO) functionalized with the organic sentisizer naphthalenediimide (NDI) were employed as heterogeneous catalysts for the photodegradation of the antibiotic sulfadiazine (SDZ), taken as a model for contaminants of emerging concern (CECs). The catalysts, designated as PMONDI, were prepared by surfactant-directed co-condensation of the precursor N,N′-bis(3-triethoxysilylpropyl)− 1,4,5,8-naphthalenediimide with tetraethoxysilane. The synthesized PMONDI were characterized using transmission electron microscopy, nitrogen adsorption isotherms and small and large angle x-ray scattering. The performance of PMONDI catalysts in the photodegradation of SDZ was compared to that of TiO2 nanoparticles impregnated into SBA-15 mesoporous silica (TiO2/SBA-15), under irradiation with a Hg lamp with a bandpass filter of 320–500 nm. Under optimal conditions, PMONDI degraded 100% of the SDZ in 45 min, while the total degradation of SDZ was achieved only after 150 min with TiO2/SBA-15. PMONDI also performed better than TiO2/SBA-15 in reuse tests. The mechanism of photodegradation with PMONDI involves the formation of excited triplet states of NDI (3NDI*) upon irradiation, which can then react with molecular oxygen to form reactive oxygen species, which degrade SDZ. Analysis of the SDZ degradation products indicated two main pathways: (1) hydroxylation of the aniline ring and (2) SO2 extrusion and rearrangement, followed by oxidation of the aniline ring to nitrobenzene. In conclusion, the great potential of the PMONDI materials as photocatalysts for CECs degradation was demonstrated in this work, encouraging further research on these materials for the degradation of pollutants.

    Palavras-Chave: sulfonamides; pyrimidines; photocatalysis; naphthalene

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  • IPEN-DOC 28675

    SILVA, THALITA F. da; CAVALCANTE, RODRIGO P.; GUELFI, DIEGO R.V.; OLIVEIRA, SILVIO C. de; CASAGRANDE, GLEISON A.; CAIRES, ANDERSON R.L.; OLIVEIRA, FELIPE F. de; GUBIANI, JULIANA R.; CARDOSO, JULIANO C. ; MACHULEK JUNIOR, AMILCAR. Photo-anodes based on B-doped TiO2 for photoelectrocatalytic degradation of propyphenazone: identification of intermediates, and acute toxicity evaluation. Journal of Environmental Chemical Engineering, v. 10, n. 2, p. 1-15, 2022. DOI: 10.1016/j.jece.2022.107212

    Abstract: The photoelectrocatalysis (PEC) using B-doped TiO2 photo-anodes for degradation of the propyphenazone (PPZ) was investigated. For this, four different composites based on TiO2 and TiO2-x%B (x = 1, 3 or 5) were synthesized by sol-gel method and supported on titanium substrate by the dip-coating technique. The morphology, optical and electrochemical properties of photo-anodes were evaluated by SEM, TEM, XPS, TGA, DSC, XRD, FTIR, DRS, and sweep voltammetry, respectively. The influence of pH (3, 6 or 9) and electrical potential intensity (+1 V, +2 V or +3 V) used in PEC were evaluated by kinetic study. To understand the synergistic effect of the composition of the photoelectrochemical system, photolysis (PS), electrocatalysis (EC) and photocatalysis (PC) experiments were realized under comparative conditions. Doping 3% of B into TiO2 promoted a decrease in band gap energy (Ebg = 2.91 eV), thus providing better radiation absorption and greater generation of charge carriers on the surface of the photo-anode. Characterization analyzes indicate the presence of B2O3 coexisting with TiO2. The most promising results were obtained using Ti/TiO2-3%B photo-anode (vs a DSA cathode), applying + 1 V at pH 6, resulting in 91% of PPZ degradation after 60 min of PEC treatment. Toxicity tests using A. salina and L. sativa showed that the effluent generated after 2 h of PEC treatment of 30 mg L-1 of PPZ is non-toxic for the studied species. Up to 13 by-products formed during the PEC and PS treatment were detected and a proposal pathway involving possible routes of PPZ degradation were presented.

    Palavras-Chave: photocatalysis; titanium oxides; sol-gel process; inflammation; drugs; toxicity

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  • IPEN-DOC 26485

    BENTO, RODRIGO T. ; CORREA, OLANDIR V. ; PILLIS, MARINA F. . Photocatalytic activity of undoped and sulfur-doped TiO2 films grown by MOCVD for water treatment under visible light. Journal of the European Ceramic Society, v. 39, n. 12, p. 3498-3504, 2019. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2019.02.046

    Abstract: Titanium dioxide ceramic coatings have been used as catalysts in green technologies for water treatment. However, without the presence of a dopant, its photocatalytic activity is limited to the ultraviolet radiation region. The photocatalytic activity and the structural characteristics of undoped and sulfur-doped TiO2 films grown at 400 °C by metallorganic chemical vapor deposition (MOCVD) were studied. The photocatalytic behavior of the films was evaluated by methyl orange dye degradation under visible light. The results suggested the substitution of Ti4+ cations by S6+ ions into TiO2 structure of the doped samples. SO4 2− groups were observed on the surface. S-TiO2 film exhibited good photocatalytic activity under visible light irradiation, and the luminous intensity strongly influences the photocatalytic behavior of the S-TiO2 films. The results supported the idea that the sulfur-doped TiO2 films grown by MOCVD may be promising catalysts for water treatment under sunlight or visible light bulbs.

    Palavras-Chave: titanium oxides; photocatalysis; ceramics; surface coating; sulfur; doped materials; chemical vapor deposition; dyes; hydrogen sulfates; water treatment

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  • IPEN-DOC 29569

    CARMINATI, S.A. ; VAZ, J.M. ; SPINACE, E.V. . Photocatalytic coupling of methane over TiO2/WO3 heterojunction photocatalysts to enhance the production of ethane and hydrogen. In: CINE CONFERENCE, 3., 18-19 de outubro, 2022, Campinas, SP. Poster... 2022.

    Palavras-Chave: methane; photocatalysis; titanium oxides; tungsten oxides

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Autor: Maprelian

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Ano de publicação: 2015

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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.

O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.

Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

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