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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.18.2021.tde-23082022-152414
Documento
Autor
Nome completo
Naiara Arantes Lima
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2021
Orientador
Banca examinadora
Bernardi, Maria Ines Basso (Presidente)
Mesquita, Alexandre
Paris, Elaine Cristina
Salomão, Rafael
Silva, Gelson Tiago dos Santos Tavares da
Título em inglês
Synthesis and characterization of Cu, Ni and Zn tungstates for mulfunctional applications: catalysis, photocatalysis and pigment
Palavras-chave em inglês
Catalysis
Mulfunctional applications
Photocatalysis
Pigments
Tungstates
Resumo em inglês
In this research, copper (CuWO4), nickel (NiWO4) and zinc (ZnWO4) tugstates were applied in three different themes: catalysis, photocatalysis and pigments. In the catalysis application, Cu, Ni and Zn tungstates were synthesized by the polymeric precursor method (PPM, and their catalytic activity was evaluated as a function of the conversion of thioanisole to methyl phenyl sulfoxide and methyl phenyl sulfone, according to the catalyst nature, reaction time, temperature and H2O2 concentration. CuWO4 was the most effective catalyst mainly due to the greater number of vacancies/oxygen mobility proportional to the increased catalytic activity. In the photocatalysis application, copper tunsgtate was synthesized by the coprecipitation (CM), microwave-assisted hydrothermal (HM) and polymeric precursor (PPM) methods, and its photocatalytic activity was evaluated for the degradation of the Rhodamine B dye. The study was carried out in order to understand the influence of the synthesis method on the material properties, and consequently on the photocatalytic response. The influence of the oxidizing agent H2O2 and the sodium oxalate and silver nitrate scavengers were evaluated in the reaction. With the addition of Ag+ ions, the recombination rate was minimized and the reaction occurred more efficiently for CuWO4 (PPM) (20 min = 100% of degradation). The most relevant properties that may have influenced catalytic efficiency were surface charge (-38.5 for PPM < -29.7 for CM < -16.2 for HM) and the number of oxygen vacancies (PPM > HM > CM). In the pigment application, NiWO4 was synthesized by the polymeric precursor method for the manufacture of a yellow pigment. The material was evaluated for its stability, color pattern, luminescence and reproducibility. The results showed that NiWO4, whose yellow color was due to the electronic transitions of Ni2+, proved to be stable for calcination temperatures above 700 °C. Additionally, when illuminated this material presented light emission in the blue-green region, indicating luminescent properties.
Título em português
Síntese e caracterização de tungstatos de Cu, Ni e Zn para aplicações mulfuncionais: catálise, fotocatálise e pigmento
Palavras-chave em português
Aplicações multifuncionais
Catálise
Fotocatálise
Pigmento
Tungstatos
Resumo em português
Nesta tese os tugstatos de cobre (CuWO4), níquel (NiWO4) e zinco (ZnWO4) foram aplicados em três temas distintos: catálise, fotocatálise e pigmentos. Na aplicação em Catálise, os tungstatos de Cu, Ni e Zn foram sintetizados pelo método dos precursores poliméricos (PPM) e sua atividade catalítica foi avaliada em função da conversão de tioanisol em metil fenil sulfóxiodo e metil fenil sulfona. A atividade catalítica foi avaliada em função da natureza do catalisador, tempo de reação, temperatura e concentração de H2O2. O CuWO4 foi o catalisador mais eficaz devido principalmente ao maior número de vacâncias/mobilidade de oxigênio que são proporcionais à maior atividade catalítica. Na aplicação em Fotocatálise, o tunsgtato de cobre foi sintetizado pelos métodos de Coprecipitação (CM), Hidrotermal assistido por microondas (HM) e Precursores poliméricos PPM e sua atividade fotocatalítica foi avaliada para a degradação do corante rodamina B. O estudo foi feito em busca de compreender a influência do método de síntese nas propriedades do material e consequentemente na resposta fotocatalítica. A influência do agente oxidante H2O2 e os sequestradores oxalato de sódio e nitrato de prata foram avaliados na reação. Com a adição de íons Ag+ a taxa de recombinação foi minimizada e a reação ocorreu mais eficientemente para CuWO4 (PPM) (20 min = 100% degradação). As propriedades mais relevantes e que podem ter influenciado na eficiência catalítica foi a carga superficial (-38.5 for PPM < -29.7 for CM < -16.2 for HM) e a quantidade de vacâncias de oxigênio (PPM > HM > CM). Na aplicação em Pigmento, o NiWO4 foi sintetizado pelo método dos precursores poliméricos para a fabricação de um pigmento de coloração amarela. O material foi avaliado quanto a sua estabilidade, padrão de cor e luminescência e reprodutibilidade. O NiWO4 apresentou-se estável para temperaturas de calcinação acima de 700 °C, a coloração amarela se deve às transições eletrônicas do Ni2+. Houve emissão de luz na região azul-verde quando iluminado, indicando propriedades luminescentes.
 
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Data de Publicação
2022-08-26
 
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