RODRIGO TEIXEIRA BENTO
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Tese IPEN-doc 29247 Síntese e caracterização de filmes nanocompósitos de TiO2/C para aplicações fotocatalíticas2022 - BENTO, RODRIGO T.O presente trabalho teve como objetivos a síntese, caracterização e avaliação do comportamento fotocatalítico de filmes de dióxido de titânio (TiO2) e filmes nanocompósitos heteroestruturados de TiO2/C. Os filmes foram obtidos pelo método sol-gel, depositados sobre substratos de vidro borossilicato, por meio da técnica de spray coating, e tratados termicamente em diferentes temperaturas. Grafite expandida, esfoliada em diferentes tempos pelo processo de esfoliação em fase líquida, foi utilizada como fonte de carbono. A descoloração do corante alaranjado de metila foi utilizada para investigar a atividade fotocatalítica dos filmes sob irradiação de luz ultravioleta e visível. A influência da temperatura de tratamento térmico, do teor de carbono e de agentes supressores na eficiência dos filmes também foi estudada. Todos os filmes exibiram a formação da fase anatase. A adição de carbono promoveu evidentes modificações morfológicas nos filmes híbridos que resultaram na melhora do seu desempenho. Os testes de remoção do corante indicaram que os filmes de TiO2 apresentam atividade fotocatalítica apenas sob radiação UV, com eficiência de 76,4 %. O filme híbrido de TiO2/10% de C, tratado termicamente a 450 ºC, exibiu o melhor comportamento fotocatalítico, com 79,5 % de remoção do corante sob luz visível. O mecanismo fotocatalítico dos filmes nanocompósitos foi proposto a partir dos resultados obtidos. A heterojunção TiO2/C formada apresenta um comportamento característico de heterojunções do tipo II. Tal efeito contribui para a ativação do fotocatalisador sob luz visível, o que favorece sua aplicação prática sob luz do Sol.Artigo IPEN-doc 27737 On the surface chemistry and the reuse of sulfur-doped TiO2 films as photocatalysts2021 - BENTO, RODRIGO T.; CORREA, OLANDIR V.; PILLIS, MARINA F.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.Artigo IPEN-doc 26760 Revestimentos de TiO2 para preservação de superfícies cimentícias2019 - BORAZANIAN, T.C.F.; SZURKALO, M.; CORREA, O.V.; BENTO, R.T.; SANTOS, T.F.; COTINHO, S.P.; PILLIS, M.F.Este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho autolimpante de filmes fotocatalíticos de TiO2 aplicados sobre argamassa cimentícia usada como revestimento externo de vedações verticais das edificações. Os filmes foram sintetizados pelo método sol-gel e depositados por spray coating, à temperatura ambiente, sobre substratos de argamassa cimentícia. Foram testadas amostras com uma e duas camadas de deposição de filme e foram realizados testes de autolimpeza. As análises apontam que as amostras com aplicação de duas camadas de filme de TiO2 exibem degradação mais eficiente do corante azul de metileno, após 3 ciclos de 48 horas sob radiação UV, o que sugere sua aplicação promissora para preservação e manutenção de superfícies de revestimentos externos utilizados na construção civil.Artigo IPEN-doc 26655 Effect of nitrogen-doping on the surface chemistry and corrosion stability of TiO2 films2020 - SOUZA FILHO, EDVAN A. de; PIERETTI, EURICO F.; BENTO, RODRIGO T.; PILLIS, MARINA F.TiO2 and N-doped TiO2 films were grown on AISI 316 stainless steel substrates and on Si (100) by metallorganic chemical vapor deposition (MOCVD) at 400 ◦C and 500 ◦C. X-ray photoelectron spectroscopy, scanning electron microscopy, and contact angle techniques were used to characterize de films. The corrosion behavior was assessed by monitoring the open circuit potential, electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization tests in 3.5 wt% NaCl solution at room temperature. The results show that 6.18 at% of nitrogen was introduced in the films grown at 400 ◦C and 8.23 at% at 500 ◦C, and that besides TiO2, nitrogen phases were identified. All the films are hydrophilic and the contact angles varied from 48◦ to 72◦. The films presented good homogeneity, low porosity and rounded grains in the range of 40–90 nm. The RMS roughness varied between 5.5 and 18.5 nm. Titanium dioxide films grown at 400 ◦C showed better corrosion resistance than those grown at 500 ◦C due to its compact morphology. Nitrogen-doping was not efficient to protect the substrate from corrosion.Capítulo IPEN-doc 25502 Titanium dioxide films for photocatalytic degradation of methyl orange dye2018 - BENTO, RODRIGO T.; PILLIS, MARINA F.The aim of this work was to characterize and evaluate the influence of the thickness on the photocatalytic efficiency of titanium dioxide thin films on the degradation of methyl orange dye under UV light irradiation. The films of 280 and 468 nm thick were deposited on borosilicate substrates at 400°C by the MOCVD technique using titanium isoproxide IV as precursor. XRD analyses showed the formation of anatase-TiO2 phase. Crosssectional FE-SEM images show that the films presented a dense columnar structure and grown perpendicularly to the substrate surface. The photocatalytic activity of the catalysts was studied using UV-vis spectrophotometry The TiO2 film with 468 nm of thickness presented higher photocatalytic activity exhibiting 69% of dye degradation. The increase of grain size and thickness of the films promoted an improvement of photocatalytic efficiency.Dissertação IPEN-doc 25444 Estudo da atividade fotocatalítica de filmes de TiO2 dopados com enxofre2018 - BENTO, RODRIGO T.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.