Modificação de superfícies e imobilização de nanopartículas semicondutoras para o desenvolvimento de novos materiais fotocatalíticos

Tese de mestrado em Química, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2021 ; O impacto do nosso estilo de vida é cada vez mais visível através do aumento exponencial da poluição no meio ambiente. Nos últimos anos tem havido inúmeras manifestações sobre o clima, surgem cada vez mais documentários sobre como podemos mudar e sobre as consequências que as nossas ações têm no planeta Terra e são apontados caminhos para a mudança. Neste contexto, ao longo desta dissertação vai ser apresentada uma possível solução para a eliminação de dois poluentes emergentes presentes nas águas residuais, o diclofenac e a carbamazepina, pois as estações de tratamento de águas residuais não são capazes de os eliminar eficazmente. Foram estudados dois tipos de nanopartículas semicondutoras, ambas com propriedades fotocatalíticas, óxido de zinco (ZnO) e dióxido de titânio (TiO2). De forma a estudar o efeito da dopagem, nas propriedades destes semicondutores, nomeadamente na sua performance fotocatalítica, foram obtidas amostras por dopagem com manganês (1% e 3%, nominais). De modo a tornar o processo de degradação mais sustentável, foi ainda estudado como imobilizar as nanopartículas referidas em diversos substratos, incluindo em algodão, em fibra de carbono e em fibra de vidro. As amostras preparadas, suportadas e não-suportadas, foram caraterizadas por recurso a diferentes técnicas de caracterização como, por exemplo, difração de raios-X de pós, espetroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, microscopia eletrónica de transmissão, difração de eletrões de área selecionada, medição da área superficial pelo método de B.E.T. e espectroscopia de refletância difusa. Após caraterização, as nanopartículas de ZnO e de TiO2, não dopadas e dopadas foram usadas na fotodegradação da carbamazepina e do diclofenac, sob radiação UV-vis e visível. Em relação às amostras de ZnO verificou-se que o melhor fotocatalisador para a degradação de carbamazepina, tanto sob radiação UV-vis como visível, foi o ZnO e para o diclofenac foi, ...