Síntese de óxido de titânio coloidal a baixas temperaturas e posterior aplicação de filmes nanométricos sobre substratos diversos para fotocatálise

A fotocatálise heterogênea é um processo capaz de g erar íons que podem degradar substâncias orgânicas e até bactérias e microorgani smos, em moléculas simples presentes na atmosfera. Ele é observado em semicond utores (materiais que possuem um gap de energia -- região entre a banda de valência e a banda de condução – de tamanho favorável a tal fenômeno), e é desencadeado pela in cidência de radiação UV sobre a superfície do material e absorção de fótons com ene rgia superior à do gap de energia. Quando isso ocorre, elétrons da banda de valência s ão promovidos à banda de condução e uma lacuna positiva é deixada na banda de valênci a. Essas lacunas tem potenciais suficientemente grandes para oxidar moléculas de ág ua adsorvidas na superfície do semicondutor. Da mesma forma, os elétrons deslocado s para a banda de condução são capazes de ionizar moleculas de oxigênio do ar. O material tem, então, a capacidade de eliminar res íduos aderidos a ele e impurezas do ar próximo a ele. O material pode, ainda, apresenta r um caráter superhidrofílico, o que auxilia na retirada de resíduos da superfície em qu estão. Os fotocatalisadores heterogêneos mais comuns são o s óxidos semicondutores. O óxido de titânio (TiO ) é um destes materiais; uma de suas formas alotró picas, o anatásio, possui atividade fotocatalítica por possuir um band gap adequado (3,2eV). A principal forma de utilização do TiO 2 para essa finalidade é em filmes, sobre substratos diversos. Existem diferentes formas de d eposição desses filmes, tais como sol-gel, deposição de vapor químico, e eletrodeposi ção catódica, apenas para citar os principais. Todos estes métodos apresentam vantagen s e desvantagens. A principal desvantagem destes métodos citados é a falta de fle xibilidade com relação ao tamanho e e geometria da superfície a ser tratada, pois norma lmente exigem a colocação do substrato dentro de um reator ou tanque e posterior tratamento térmico em fornos para consolidação do filme. Desta forma, o objetivo principal do presente traba lho é estudar e avaliar uma rota de síntese alternativa para o TiO 2 a partir de ácido peroxotitânico, pois apesar de p ouco estudada até o momento, é um método acessível, a cr istalização do material é realizada em baixas temperaturas, e o resultado pode ser um c olóide bastante estável, sem que o material precise ser calcinado. Uma vez sintetizado , o material pode ser aplicado sobre superfícies diversas diretamente a partir do colóid e; em processos nos quais é calcinado ao final, precisa ser redispersado, e isso pode ser um processo complexo. Os principais parâmetros da reação de síntese foram estudados, como concentração dos precursores, temperatura de cristalização, (e o que mais?) com o obtivo de obter a fase anatásio (o alótropo que possui atividade fotocatal ítica) na forma de partículas nanométricas com grande área superficial, caracterí sticas favoráveis à fotocatalise. A caracterização dos materiais obtidos foi realizada através do uso da técnica de adsorção de nitrogênio (método B.E.T.) para determinar a áre a superficial, difração de raios X para análise da cristalinidade e fases presentes, b em como determinar o tamanho das nanopartículas através do método de Scherer. A ativ idade fotocatalítica foi avaliada através de ensaios de fotocatálise com corante alar anjado de metila em uma câmara de raios UV, analisando-se a absorbância de luz do mat erial degradado em intervalos de tempo constantes em um espectrofotômetro UV-Vis.