Author(s):
Pereira, Andreia Raquel da Silva 
Date: 2014
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10348/3187
Origin: Repositório da UTAD
Subject(s): Atividade fotocatalítica; Ti02; W03; Titânia dopada; Radiação UV; Radiação visível; Azul de metileno; Pós em suspensão; Peças cerâmicas; Camada fotocatalítica; 628.5(043); 502.17(043); 544.52(043); 666.3(043)
Description
A poluição ambiental, em particular a contaminação da água, tem apresentado profundas consequências negativas na vida dos seres humanos, havendo assim necessidade de encontrar novas formas de descontaminação. Os Processos de Oxidação Avançados (POA) estão entre os novos processos de descontaminação ambiental e têm atraído grande interesse da comunidade científica. A fotocatálise heterogénea é um POA que tem sido objeto de muitos estudos, apresentando, no entanto, baixa eficiência sob a ação de radiação visível. O dióxido de titânio apresenta boas propriedades como material fotocatalisador para aplicação em processos de degradação fotocatalítica devendo, no entanto, ser fixado num suporte adequado de modo a evitar os dispendiosos e demorados processos de separação.
A presente dissertação caracteriza detalhadamente três pós de titânia comercial: Aldrich, Kronos e Degussa P-25. Na tentativa de estender a absorção da radiação das titânias para a região do visível, estas foram dopadas com WO3, pelo método de reação no estado sólido (calcinação a elevadas temperaturas) e pelo método sol-gel. O estudo da atividade fotocatalítica dos pós de titânia em suspensão foi efetuado na degradação de soluções aquosas de azul de metileno. Entre todos os pós dopados preparados no presente trabalho a Degussa P-25 foi a que apresentou melhor desempenho fotocatalítico. Os pós de titânia foram depositados em substratos cerâmicos, pelo método de pulverização. Para tal utilizaram-se suspensões aquosas, preparadas com as titânias dopadas obtidas de três formas distintas: mistura a húmido dos componentes, sol-gel e reação no estado sólido. Após calcinação, as camadas pulverizadas foram caracterizadas quanto às fases cristalinas presentes, à microestrutura e à atividade fotocatalítica. Os resultados de fotodegradação revelaram-se muito promissores para as camadas preparadas com titânia obtida por reação no estado sólido, tanto sob a ação da radiação visível, como sob a ação da radiação UV. Nas primeiras 8 horas de reação foi atingida uma degradação de 49% e de 47%, respetivamente, sob ação da radiação visível e UV. Após 30 horas de exposição, obteve-se uma degradação de 83% (radiação visível) e de 87% (radiação UV). Environmental pollution, especially water pollution, has brought negative impact on the quality of life, so it is imperative to find new methods for water decontamination. Among the new processes of environmental decontamination, the advanced oxidation processes (AOP) have received a lot of attention from the scientific community. Heterogeneous photocatalysis is one of the AOP processes intensively studied. Titanium dioxide has shown good properties for application as a photocatalytic material, however it should be on a suitable substrate in order to avoid the expensive and laborious separation processes.
This thesis presents a detailed characterization of three commercial titania powders, used as photocatalysts: Aldrich, Kronos and Degussa P-25. In order to extend the light absorption to the visible range, these three titania powders were doped with tugsten oxide by solid-state (calcined at high temperatures) and sol gel reactions. A study of the photocatalytic activity of the previous titania powders, suspended in aqueous solutions of methylene blue, was assessed. Among the doped titânia powders the Degussa P-25 presented the highest photocatalytic activity. Subsequently, doped titania was deposited on traditional ceramics substrates by jet spraying. After calcination, the layers were characterized in terms of mineralogical phase composition, microstructure and photocatalytic activity. The layers prepared via solid-state reaction displayed very promising photocatalytic activity in liquid-solid phase, both under visible and UV radiation. In the first 8 hours of reaction, a degradation of 49% (visible light) and 47% (UV light) was attained. After 30 hours of reaction, a degradation of 83% was reached, under visible radiation, and 87% under UV radiation. Dissertação de Mestrado em Engenharia do Ambiente
Document Type
Master Thesis
Language
Portuguese
Advisor(s)
Batista, João António Labrincha; Seabra, Maria Paula; Peres, José Alcides Silvestre
