Síntese verde de g-C3N4 dopado com carbono derivado da lignina: Um estudo comparativo de estratégias para otimização fotocatalítica

Autores

  • César F. B. Piscoya Universidade Federal de Pernambuco Autor https://orcid.org/0009-0002-8137-8314
  • Giulia T. Silveira Universidade Federal de Pernambuco Autor
  • Vithor G. R. M. Oliveira Universidade Federal de Pernambuco Autor
  • Jhonatan D. M. Oliveira Universidade Federal de Pernambuco Autor
  • Maria E. A. D. Mota Universidade Federal de Pernambuco Autor
  • Lucas G. P. Santos Universidade Federal de Pernambuco Autor https://orcid.org/0009-0009-6781-3181
  • Dr. Alan G. Câmara Universidade Federal de Pernambuco Autor
  • Dra. Celmy M. B. Menezes Universidade Federal de Pernambuco Autor
  • Dr. José G.A. Pacheco Universidade Federal de Pernambuco Autor

Palavras-chave:

Poluentes orgânicos, síntese sustentável, fotocatálise

Resumo

O presente trabalho aborda a modificação do semicondutor nitreto de carbono grafítico (g-C3N4) por dopagem com carbono derivado da lignina , visando aprimorar seu desempenho em aplicações fotocatalíticas. Também foi realizada uma análise comparativa dos efeitos da exfoliação termo-ultrassônica sobre as propriedades estruturais e funcionais do g-C3N4. Os materiais foram obtidos por policondensação térmica e caracterizados quanto à estabilidade térmica, estrutura cristalina, grupos funcionais, propriedades óptico-eletrônicas e espécies paramagnéticas. As modificações aumentaram a exposição de grupos funcionais e reduziram significativamente a recombinação de cargas. A eficiência fotocatalítica foi avaliada pela degradação do corante RB5 sob irradiação policromática (UVA-UVB e visível). Após 180 min, os materiais modificados atingiram 70–75% de degradação, enquanto o g-C3N4 não modificado alcançou apenas 55%. Os resultados mostram que as estratégias são eficazes, de simples execução e com potencialidades práticas, com especial destaque para a dopagem com carbono que também é sustentável e econômica, contribuindo para o desenvolvimento de sistemas fotocatalíticos mais eficientes.

Biografia do Autor

  • César F. B. Piscoya, Universidade Federal de Pernambuco

    Engenheiro Químico Júnior com 2 anos de experiência em Mineração, Oil&Gas e Saneamento. Atuando nas áreas de Manufatura, Produção, Análises Químico-metalúrgicas, Operações Logísticas, Corrosão, Integridade de Dutos e Tratamento de Água. Tenho operado em laboratórios minerais sofisticados, supervisionei um centro de operações de carvão, também monitorei in-situ dutos de gás no lote 57 da Repsol Peru, e atualmente pesquiso processos de última geração para tratamento de água em laboratório de refino e energias limpas. Em todas as experiências, fui líder nas equipes de trabalho, aumentando a eficiência geral dos processos.
    Entre minhas principais conquistas estão: 1) Implementação da norma ISO9001:2015, 2) Aumento da produção de carvão em 25%, reduzindo custos operacionais, 3) Redução do tempo de diversos ensaios de corrosão em tubulações, obtendo maior eficácia nos procedimentos dentro da planta, 4) Avaliação pela Osinergmin - Peru como supervisor 4B-mineração, 5) Obtenção de bolsa de pós-graduação, 6) Desenvolvimento de métodos fotocatalíticos sustentáveis para o tratamento de água, de grande interesse para as ETAs, 7) Publicação de artigo científico em revista nível A2, DOI: 10.54033/cadpedv22n4-242.
    Reconhecido pela liderança e a melhora do desempenho dos processos em geral, incentivando o trabalho em equipe, apaixonado pela engenharia, focado em resultados e na melhoria contínua em empresas de destaque, com o respaldo da minha formação e alto desempenho nas melhores universidades da América do Sul.

Referências

1. A. Sudhaik; P. Raizada; P. Shandilya; D.-Y. Jeong; J.-H. Lim; P. Singh, J. Ind. Eng. Chem. 2018, 67, 28–51.

2. F. Asadi; E.K. Goharshadi; M. Sadeghinia, Sustain. Chem. 2020, 5, 2735–2745.

3. S.A. Hussain; J. Hu; H. Liu; F. Aslam; S. Khan; L. Khan; F. Jiao, Int. J. Hydrogen Energy 2024, 87, 705–712.

4. Y. Song; Z. Li; C. Yang; X. Zhang; Q. Wang; X. Wen; H. Zhang; L. Huang, Sep. Purif. Technol. 2024, 338, 126548.

5. C. Zhao; C. Ding; C. Han; X. Yang; J. Xu, Adv. Sci. News 2021, 5, 2000486.

6. K.V. Savunthari; D. Arunagiri; S. Shanmugam; S. Ganesan; M.V. Arasu; N.A. Al-Dhabi; N.T.L. Chi; V.K. Ponnusamy, Chemosphere 2021, 272, 129801.

7. Para V. Ganthavee; A.P. Trzcinski, Water Sci. Eng. 2025, 18, 1–10.

8. Y. Zhao; Z. Wang; X. Wang; P. Sun; F. Meng; G. Yang; X. Zhou; J. Wang; X. Zhang; G. Lyu, Adv. Funct. Mater. 2025, 24, 2422264.

9. A.G. Camara; R.P. Sousa; M.J.S. Costa; E.J.M. Dantas; R. Frety; G.E. Luz Jr; C.M.B.M. Barbosa; L.C. Almeida; S. Arias; J.G.A. Pacheco, J. Photochem. Photobiol. A Chem. 2025, 459, 116021.

10. S.-H. Cho; J. Park; S. Jung; Y.F. Tsang; D. Lee; E.E. Kwon, ACS Sustain. Chem. Eng. 2024, 12, 2476–2483.

11. S.C. Yan; Z.S. Li; Z.G. Zou, Langmuir 2009, 25, 10397–10401

12. M. Zhang; Y. Yang; X. An; J. Zhao; Y. Bao; L. Hou, J. Hazard. Mater. 2022, 424, 127424.

13. S. Yang; L. Zhong; Z. Lin; Z. Zhang; Q. Liu; W. Zhang; X. Qiu, Carbon Res. 2024, 3, 45.

14. M. Majidi; M.H. Givianrad; M. Saber-Tehrani; P.A. Azar, Diam. Relat. Mater. 2023, 137, 110163.

15. N. Bao; X. Hu; Q. Zhang; X. Miao; X. Jie; S. Zhou, Appl. Surf. Sci. 2017, 403, 682–690.

16. M.-m. Wang; Q.-y. Li; J.-g. Liu; Q. Wei; W.-j. Chen, Opt. Mater. 2025, 159, 116618.

17. H.M. Samuel; M.M. M’Arimi; C.A. Mecha, J. Nanotechnol. 2024, 6687926.

18. X. Wang; L. Sang; L. Zhang; G. Yang; Y. Guo; Y. Yang, J. Alloys Compd. 2023, 941, 168921.

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Publicado

03-11-2025

Edição

v. 1 n. 1 (2025): 23ºCBCAT

Seção

Catálise Ambiental