Esse trabalho visou o desenvolvimento de fotocatalisadores de alta eficiência, com capacidade de absorção de luz visível, para degradação de poluentes orgânicos. Os fotocatalisadores foram sintetizados através do acoplamento de ZnO, CdS e uma matriz de xerogel de carbono de baixo custo, baseada em tanino de acácia negra. O ZnO é um dos fotocatalisadores mais amplamente utilizados, com boa eficiência, porém com a desvantagem de ter baixa absorção de luz visível, enquanto o CdS é um fotocatalisador sensível a luz visível que pode ser usado para sensibilizar o ZnO. O xerogel de carbono age como condutor, melhorando a separação de cargas, e age também como reserva de energia no sistema, além de possuir alta absorção no visível e alta porosidade, aumentando a quantidade de sítios ativos e, consequentemente, a atividade do fotocatalisador. Os fotocatalisadores produzidos foram caracterizados por difratometria de raios X, espectroscopia por reflectância difusa, espectroscopia Raman, espectroscopia no infravermelho, isotermas de adsorção-dessorção de N₂, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por excitação de fotoelétrons. A eficiência fotocatalítica dos materiais foi determinada sob irradiação visível e solar artificial através da degradação de 4-clorofenol, cuja concentração foi medida por espectroscopia UV-Vis. Todos os materiais ternários apresentaram as fases cristalinas hexagonais de ZnO e de CdS, assim como atividade fotocatalítica quando submetidos a irradiação solar e visível, sendo o material com maior eficiência o XZC 0.5 10% 600, promovendo 83% de degradação do 4- clorofenol presente em solução após 300 minutos de irradiação solar. Esse mesmo material apresentou dois band gaps distintos, com energias de 3,20 eV e 2,77 eV.

This work aimed to develop highly efficient photocatalysts, with visible light absorption capabilities, with the intent of degrading organic pollutants. The photocatalysts were synthetizes through the coupling of ZnO, CdS and a low-cost carbon xerogel matrix, based on black wattle tannin. ZnO is one of the most widely used photocatalysts, with good efficiency, however it has as a disadvantage its low visible light absorption capability, while CdS is a photocatalyst for visible light use, being used in this system to sensitize ZnO. The carbon xerogel matrix acts as a conductor, improving charge separation, as well as acting as the systems energy storage, while also having high visible light absorption and high porosity, increasing the number of active sites and, as consequence, improving the degradative capability of the photocatalyst. The photocatalysts characterization was performed through Xray diffractometry, diffuse reflectance spectroscopy, Raman spectroscopy, infrared spectroscopy, N₂ adsorption-desorption isotherms, scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The photocatalytic efficiency of the material was determined under visible and artificial solar irradiation through the degradation of 4-chlorophenol, whose concentration was measured by UV-Vis spectroscopy. All ternay materials presented with the hexagonal crystalline phases of ZnO and CdS and also had photocatalytic activity when under both visible and solar irradiation, with XZC 0.5 10% 600 being the most prolific photocatalyst, degrading 85% of the 4-chlorophenol of the solution after 300 minutes of solar irradiation. This material also presented two distinct band gaps, with energies of 3,20 eV and 2,77 eV.