Síntese e caracterização de tungstatos de manganês dopados com íons Eu3+ e Tb3+.
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Data
2021
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Resumo
O dióxido de carbono é considerado um dos principais gases do efeito estufa, sendo
produzido sobretudo pela combustão de combustíveis fósseis não renováveis. Logo, muitos
materiais estão sendo investigados para serem aplicados como fotocatalisadores na redução de
CO2, visto que a partir da sua redução podem ser obtidos outros produtos de valor energético.
Sendo assim, este trabalho tem como objetivo sintetizar MnWO4 dopado com as terras raras Eu
e/ou Tb, afim de investigar sua aplicabilidade como fotorredutores de CO2 e realizar a
caracterização estrutural e óptica destes materiais avaliando o efeito da dopagem sobre suas
propriedades. Os resultados de DRX mostraram que os materiais sintetizados se encontram
puros e que possuem uma estrutura cristalina monoclínica. Através dos espectros Raman, foi
observado a presença dos 18 modos vibracionais propostos pela Teoria de Grupos e a influência
da dopagem sobre a posição dos modos. Em relação a morfologia, as amostras apresentaram
morfologias e tamanhos irregulares, mesmo para os modificados com a dopagem. Alguns dos
materiais apresentaram aglomerações com tendência esféricas em suas superfícies. Por meio do
espectrômetro de dispersão de energia foi confirmada a composição do material MnWO4
sintetizado com as respectivas porcentagens dos elementos presentes na amostra, o que
possibilitou observar como esses elementos constituintes encontram-se distribuídos no
material. A energia de gap foi calculada através da análise de DRS, onde os fotocatalisadores
apresentaram valores semelhantes ao do material puro (3.0 eV), sendo que os materiais dopados
tenderam a exibir uma energia ligeiramente inferior, isto é, ~2.8 eV. Os estudos de
luminescência e colorimetria foram realizados a fim de se avaliar as propriedades ópticas dos
materiais onde foi possível observar a influência da temperatura de análise sobre os espectros
de emissão e excitação, pureza e temperatura da cor emitida pelas amostras. A análise de
fotorredução indicou que os materiais podem ser considerados bons fotorredutores de CO2, e
são capazes de formar diferentes produtos tais como: acetato, acetona, ácido acético, etanol,
metano e metanol. Sendo que os materiais dopados com Eu3+ ou Tb3+ apresentaram maior
seletividade na formação do metanol, correspondendo a cerca de 99%. Já os materiais dopados
com ambas terras raras apresentaram maior seletividade para o etanol (50-60%). Portanto, o
estudo sugere que a dopagem com as terras raras traz benefícios para o MnWO4, tanto nas
propriedades do material, quanto na fotorredução de CO2 no que se refere a seletividade dos
produtos líquidos formados durante o processo.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Química. Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Efeito estufa, Luminescência, Colorimetria
Citação
PEIXOTO, Julia Caroline. Síntese e caracterização de tungstatos de manganês dopados com íons Eu3+ e Tb3+. 2021. 95 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2021.