INFLUENCIA DA TEMPERATURA DE SÍNTESE DE NANOESTRUTURAS DE CeO2, PARA FOTODEGRADAÇÃO DA NORFLOXACINA

Autores

  • Beatriz Ferreira Paulino universidade do estado do rio grande do norte Autor

Palavras-chave:

Nanofilamentos, nanocubos, síntese hidrotérmica, KOH, tratamento de água.

Resumo

RESUMO: Nanoestruturas de CeO₂ foram sintetizadas por rota hidrotérmica alcalina template-free, utilizando KOH como base e variando-se a temperatura de síntese entre 80°C e 180°C. A proposta visa compreender o efeito da temperatura nas propriedades estruturais, morfológicas e ópticas do material, visando aplicação na fotodegradação do antibiótico Norfloxacina (Nor). O DRX indicou a formação da fase cúbica do tipo fluorita em todas as amostras, com aumento da cristalinidade em temperaturas mais elevadas. O MEV revelou a transição morfológica de nanofilamentos (80–125 °C) para nanocubos (180 °C) e morfologia intermediária a 150 °C. A refletância difusa indicou a redução do bandgap de 3,12 para 2,76 eV, relacionada ao crescimento cristalino e à formação de vacâncias de oxigênio. Os materiais CeNTS 80 e 180 foram aplicados na fotodegradação do Nor, apresentando eficiência de 89% e 59%, respectivamente. A maior eficiência do CeNTS 80 está relacionada a sua morfologia de nanofilamentos, possivelmente devido à maior quantidade de vacâncias. Esse estudo mostrou que a temperatura de síntese é um parâmetro chave para controlar as propriedades estruturais do CeO2, permitindo ajustar suas propriedades para uso eficiente na degradação de contaminantes emergentes.

Referências

1. WANG, Z. L. oxides. Science, [S. l.], v. 291, n. 5510, p. 1947–1949, 2001. DOI:

2. RAY, P. C.; YU, H.; FU, P. P. Journal of Environmental Science and Health, Part C, [S. l.], v. 27, n. 1, p. 1–35, 2009.

3. TROVARELLI, A. Catalysis by ceria and related materials. London: Imperial College Press, 2002.

4. CHEN, H.-Y. et al. Journal of Materials Chemistry A, [S. l.], v. 1, n. 34, p. 10913–10923, 2013.

5. LI, Y. et al. Oxygen vacancy engineering of ceria-based materials for catalytic applications. Nano Research, [S. l.], v. 8, n. 12, p. 3796–3810, 2015.

6. ZHANG, J. et al. Chemical Society Reviews, [S. l.], v. 43, n. 11, p. 3762–3801, 2014.

7. LÓPEZ, N. et al. Journal of Materials Research and Technology, [S. l.], v. 9, n. 4, p. 8146–8154, 2020.

8. ZHANG, F. et al. Materials Science in Semiconductor Processing, [S. l.], v. 42, p. 107–114, 2016.

9. GUO, M. et al. Ceramics International, [S. l.], v. 40, n. 7, p. 10991–10998, 2014.

10. ZHANG, J. et al. Nanostructured ceria: preparation and application in catalysis. Chemical Society Reviews, [S. l.], v. 43, n. 11, p. 3762–3801, 2014. DOI: https://doi.org/10.1039/c3cs60376a.

11. ZHOU, K.; LI, Y. Catalysis based on nanocrystals with well-defined facets. Angewandte Chemie International Edition, [S. l.], v. 51, n. 1, p. 602–613, 2012. DOI: https://doi.org/10.1002/anie.201104859.

12. TROVARELLI, A.; LLORCA, J. Ceria catalysts at nanoscale: how do crystal shapes shape catalysis? ACS Catalysis, [S. l.], v. 7, n. 6, p. 4716–4735, 2017. DOI: https://doi.org/10.1021/acscatal.7b01246.

13. ZHANG, Y. et al. Prussian blue modified CeO₂ as a heterogeneous photo-Fenton-like catalyst for degradation of norfloxacin in water. Environmental Science and Pollution Research, v. 28, p. 69301–69313, 2021. https://doi.org/10.1007/s11356-021-15498-7.

14. B. Hillary, P. Sudarsanam, M.A. Hassan, S.K. Bhargava, Langmuir 33 (2017) 1743–1750. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.6b0344.

15. HUANG, D.-W. et al. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, v. 346, p. 1–10, 2017.

16. FERRAZ, N. P. et al. Rare Metals, v. 38, n. 9, p. 888–896, 2019. https://doi.org/10.1007/s12598-019-01282-7.

17. X. Niu, M. Li, B. Wu, H. Li, Controlled synthesis and magnetic properties of thin CeO2 nanotubes by a facile template-free hydrothermal method,

18. LIU, Y. et al. DC: American Chemical Society, v. 20, n. 5, p. 3077–3085, 2020. DOI: 10.1021/acs.cgd.0c00165.

19. Mater. Sci. Mater. Electron. 27 (2016) 10198–10206, https://doi.org/10.1007/s10854-016-5097-x.

20. X. Zhang, P. Yang, D. Wang, J. Xu, C. Li, S. Gai, J. Lin, La(OH)3:Ln3+ and La2O3:Ln3+ (Ln = Yb/Er, Yb/Tm, Yb/Ho) Microrods: Synthesis and Up-conversion Luminescence Properties, Cryst. Growth Des. 12 (2012) 306–312.

21. LUO, Hui; ZHANG, Qiang; LI, Wenjing; XU, Wei; ZOU, Yizhou. Catalysts, v. 13, n. 2, p. 275, 2023. DOI: 10.3390/catal13020275.

22. Dai, Q., Bai, S., Li, H., Liu, W., Wang, X., & Lu, G. (2014). CrystEngComm, 16, 9817-9827.

23. Qin, X., Niu, Y. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 2016, 27(6), 6025–6032. DOI: 10.1007/s10854-016-5379-3

24. SHU, Z.; ZHANG, Y.; OUYANG, J.; YANG, H. Applied Surface Science, v. 420, p. 833–838, 2017. DOI: 10.1016/j.apsusc.2017.05.236.

25. Rivera-Vera, C., Muñoz-Lira, D., Aranda, M. et al. Study of degradation of norfloxacin antibiotic and their intermediates by natural solar photolysis. Environ Sci Pollut Res 30, 41014–41027 (2023). https://doi.org/10.1007/s11356-022-24891-9

26. Queiróz, ACB, Santos, APB, Queiroz, TS et al. Fotodegradação de Ciprofloxacino por Nanoestruturas de CeO₂ com Diferentes Morfologias. Poluição do Solo, Ar e Água 234 , 415 (2023). https://doi.org/10.1007/s11270-023-06424-3.

27. BATISTA, Adriana Paula. Síntese e caracterização de nanoestruturas de óxido de cério obtidas por diferentes rotas para aplicação em fotocatálise heterogênea. 2017. 121 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.

Downloads

Publicado

03-11-2025

Edição

Seção

Síntese e caracterização de catalisadores e adsorventes