Fotocatálise de TiO2 comercial codopado com nitrogênio, cério e európio sob luz UV e visível: síntese, caracterização e aplicação em placas cerâmicas por segunda queima

Abstract

A poluição ambiental causada pela emissão de óxidos de nitrogênio (NOx) representa uma séria ameaça à saúde pública e ao meio ambiente. Processos oxidativos avançados (POAs), como a fotocatálise heterogênea, têm sido amplamente estudados para a remoção desses poluentes atmosféricos, com o dióxido de titânio (TiO2) destacando-se como um fotocatalisador eficaz devido à sua alta estabilidade química e baixo custo. No entanto, sua eficiência é limitada pela baixa absorção de luz visível e rápida recombinação das cargas fotogeradas, prejudicando seu desempenho. Este trabalho teve como objetivo desenvolver fotocatalisadores de TiO2 Codopados com nitrogênio, cério e európio, com o objetivo de ampliar a resposta à luz visível e aprimorar a eficiência fotocatalítica. Os fotocatalisadores foram aplicados em revestimentos cerâmicos submetidos a segunda queima, criando superfícies autolimpantes capazes de degradar compostos orgânicos sob radiação visível. A metodologia incluiu a codopagem por síntese hidrotérmica e a caracterização química, estrutural, morfológica e superficial dos materiais. A eficiência fotocatalítica foi avaliada pela degradação de corantes, com análise do mecanismo reacional e reuso dos fotocatalisadores. Os resultados mostraram que a codopagem de TiO2 com nitrogênio e európio gerou resposta à luz visível, sem alterar o band gap de 3,14 eV. A modificação para nanofios e a formação de heterojunções entre as fases anatase e TiO2(B) aumentaram a atividade no visível. Placas cerâmicas com esse revestimento apresentaram descoloração de 13,4 % do corante, frente a 3,10 % nas sem recobrimento. A codopagem com nitrogênio e európio demonstrou ser uma estratégia eficaz para melhorar o desempenho fotocatalítico do TiO2 sob luz visível, mostrando grande potencial para superfícies funcionais em revestimentos cerâmicos.