Sí­ntese, caracterização e aplicação fotocatalítica de filmes nanoestruturados de óxido de zinco

Abstract

Grande parte dos corantes utilizados em larga escala nos processos industriais de setores como o têxtil, de couro e de papel corresponde a azo-corantes, sendo os principais o alaranjado de metila e o amaranto. Uma alternativa para a remoção de poluentes orgânicos é a fotocatálise heterogênea, que tem se mostrado um método verde eficiente para eliminação de corantes orgânicos em águas residuais. Este trabalho de pesquisa teve por objetivo a síntese e a caracterização de filmes nanoestruturados de óxido de zinco para obtenção de um fotocatalisador ativado por luz ultravioleta, capaz de degradar compostos orgânicos. Os filmes foram sintetizados pelo método sol-gel. A solução foi depositada pelas técnicas de spray a frio e spray pirólise em substratos de vidro borossilicato. As amostras foram tratadas termicamente em tempos e temperaturas diferentes, os filmes apresentaram valores distintos de espessura. Através da análise termogravimétrica foram definidas as temperaturas de 400ºC, 450ºC e 500ºC para tratamento térmico dos filmes depositados por spray a frio. A eficiência dos filmes foi avaliada pela descoloração do corante alaranjado de metila sob radiação UVA. Os filmes depositados a frio e tratados a temperatura de 400ºC apresentaram atividade fotocatalítica inferior a 10%. O melhor desempenho fotocatalítico entre os filmes depositados a frio foi o filme tratado termicamente a 500ºC por 45 min e 10 passes, apresentando 48,6% de degradação. Entre os filmes depositados a quente, o que desempenhou maior atividade fotocatalítica foi depositado a 300ºC com 10 passes, apresentando 65,0% de degradação. Em todas as condições observou-se a formação de wurtzita. Foi observado que os filmes apresentaram diferenças na morfologia superficial e atividades fotocatalíticas nas duas rotas de síntese. Ambas as rotas de síntese possibilitaram a obtenção de filmes nanoestruturados e fotoativos em luz UVA.