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Desenvolvimento de revestimentos fotocatalíticos de TiO2 com rugosidade controlada

Authors: Pereira, Tiago Alexandre Lima;

Desenvolvimento de revestimentos fotocatalíticos de TiO2 com rugosidade controlada

Abstract

O problema da disponibilidade e qualidade da água é uma temática cada vez mais alvo de estudo devido à crescente escassez de água potável. Os custos de fornecimento e tratamento de água podem ser elevados, mas serão sempre mais reduzidos quando comparados com os custos à saúde humana caso haja fornecimento de água contaminada. A degradação fotocatalítica é considerada um processo viável para a remoção de componentes orgânicos tóxicos de efluentes industriais. É um processo de oxidação avançado que utiliza o efeito da radiação UV para produzir radicais hidroxilo de alto poder oxidante através da utilização de um catalisador. O catalisador mais utilizado no processo de fotocatálise heterogénea é o dióxido de titânio (TiO2) pois é o semicondutor com melhor rendimento para o efeito fotocatalítico quando comparado com outros semicondutores existentes (ZnO, SnO2, SiO2, ZrO2), para além das suas boas propriedades intrínsecas como baixa toxicidade, estabilidade química e baixo custo. No entanto o seu hiato energético (3,2 eV) apenas permite a excitação de eletrões por radiação UV, o que diminui a sua eficiência sob a radiação solar. O objetivo deste trabalho é o estudo do desenvolvimento de revestimentos fotocatalíticos de TiO2 depositados sobre vidro, com a introdução de uma camada interfacial de um filme de hastelloy (liga Níquel-Molibdénio) utilizando a técnica de pulverização catódica por magnetrão. O crescimento desordenado da liga irá promover a deposição subsequente de um filme fino de TiO2 mais rugoso, com maior área específica e, consequentemente, melhor desempenho fotocatalítico. Começou-se por depositar vários filmes de hastelloy sobre vidro com parâmetros variados para assim se obter o máximo de rugosidade superficial possível. Em seguida, foram depositados filmes de TiO2 sobre uma camada otimizada de hastelloy com os seus valores de rugosidade e constante de degradação comparados com os valores para filmes de TiO2 depositados sobre vidro. Os valores de rugosidade foram obtidos através de ensaios de perfilometria com ponta de diamante enquanto o valor de constante de degradação será calculado através de um ensaio fotocatalítico, estudando a variação da absorvância de um corante ao longo do tempo. Verificou-se que a deposição sobre hastelloy promove o aumento da rugosidade e da constante de degradação para filmes finos de TiO2, podendo ser utilizado como método complementar à dopagem de filmes de TiO2 fotoativos.

Country
Portugal
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