Perspectivas para continuação do
trabalho
O desenvolvendo deste projeto permitiu avaliar o desempenho de um sistema contendo fotoanodo de TiO2 e fotocatodo de eletrodo de difusão gasosa com o fotocatalisador
Ag/Bi2WO6/AgBiW2O8 (EDG|Ag-BW-ABW) na remediação de soluções aquosas contendo
amoxicilina. As sugestões para prosseguimento deste trabalho incluem:
- Realizar os estudos para avaliar a eletrogeração de peróxido de hidrogênio utilizando a célula solar de silício;
- Avaliar a remediação da solução de amoxicilina em um sistema que contenha apenas o EDG|Ag-BW-ABW;
- Estudar a cinética da reação de remoção da amoxicilina no sistema contendo o fotoanodo e o fotocatodo;
- Realizar análises complementares da solução de amoxicilina após a remediação, incluindo medidas da concentração de carbono orgânico total, identificação dos intermediários de reação e avaliação da toxicidade das soluções remediadas.
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Anexo
Caracterização do eletrodo de
O objetivo inicial desde trabalho consistia na remoção do antibiótico amoxicilina em solução aquosa utilizando fotoanodos de Ag-Bi2WO6.
O semicondutor foi sintetizado pelo método hidrotérmico a partir da mistura dos precursores de prata, bismuto e tungstênio, que foi mantida a 200 ºC por 24 horas. Após lavagem com água e centrifugação, foi feita uma suspensão aquosa contendo o semicondutor e polietilenoglicol e esta foi depositada sobre uma superfície condutora de vidro-FTO. O substrato com o semicondutor depositado foi submetido a um processo de calcinação, aquecido e mantido por 350 ºC por 30 min, e em seguida, aquecido e mantido a 450 ºC por 30 min.
Foram feitos os difratograma de raios-X do semicondutor antes e após o tratamento térmico, Figura 1. A comparação dos difratogramas revelaram que o material obtido na síntese hidrotérmica apresenta alta cristalinidade e que o tratamento térmico não afeta consideravelmente as características estruturais da amostra.
Figura 1 - Difratogramas de raios-X de partículas de Ag-Bi2WO6 não calcinadas e submetidas ao tratamento térmico (30 min a 350 oC, 30 min a 450 oC). As barras representam os padrões JCPDS para Ag e Bi2WO6.
As propriedades eletroquímicas dos eletrodos foram realizadas em solução aquosa contendo 0,1 mol L-1 de Na2SO4 (eletrólito suporte) e 0,1 mol L-1 de formiato de sódio.
Sob iluminação ambiente, no início de cada análise foi monitorado o potencial de circuito aberto e seu valor médio correspondeu a (0,33 ± 0,06) V. Sob irradiação os eletrodos apresentaram valores Voc maiores do que quando não irradiados, portanto a diferença entre os
valores de Voc determinados sob irradiação e sob iluminação ambiente resultaram em um valor
positivo de foto-potencial, comportamento típico de eletrodos semicondutores do tipo-p. A Figura 2, contêm os ensaios de voltametria linear que apresentam as variações da corrente em função do potencial aplicado (E), com velocidade de varredura a 10 mV s-1. Na
Figura 2a a voltametria foi realizada no sistema em iluminação ambiente e sob irradiação; na Figura 2b, o sistema foi submetido a irradiação intermitente controlada por chopper manual.
Figura 2 - Voltamogramas lineares para o eletrodo de vidro-FTO|Ag-Bi2WO6, em solução contendo 0,1 mol L-1 de Na
2SO4 e 0,1 mol L-1 de HCOONa, registrados (a) sob irradiação constante e (b) sob irradiação constante sob irradiação intermitente, com varredura de 10 mV s-1.
Na Figura 2a, observa-se que a corrente no sistema submetido à irradiação foi ligeiramente maior do que no sistema sob iluminação ambiente, sendo este um comportamento esperado para semicondutores do tipo-n. Comportamento contrário foi observado na Figura 2b, no qual quando submetido à irradiação o eletrodo teve uma diminuição no valor da corrente, sendo este um comportamento de semicondutores do tipo-p. Portanto, os estudos realizados não permitiram avaliar se o eletrodo apresenta comportamento de semicondutor tipo-n ou tipo-p.
Também foi observado em ambos os voltamogramas, que o eletrodo apresentou valores de corrente baixos em iluminação ambiente e sob irradiação, indicando que possivelmente poucas lacunas foram geradas e nem todas as lacunas estavam reagindo com o formiato, podendo estar se recombinando com os elétrons. Esse valor de corrente também pode estar relacionado à fraca adesão do filme no FTO. Em função disto, foi feita a imersão do vidro- FTO em solução de ácido fluorídrico (proporção em volume HF:H2O de 1:2) durante 20
segundos, na tentativa de aumentar sua rugosidade, porém, o material continuou com uma baixa adesão.
Portanto, concluiu-se que o eletrodo vidro-FTO|Ag-Bi2WO6 investigado não
apresentou característica promissoras para aplicação na oxidação de contaminantes orgânicos por fotocatálise heterogênea eletroquimicamente assistida.