| Resumo: |
O objectivo deste projecto é preparar nanopartículas funcionais e nanoflimes robustos de óxidos metálicos com elevada actividade fotocatalítica. Será testada a sua capacidade de incorporação em azulejos de cerâmica de modo a produzir produtos amigos do ambiente com propriedades fotocatalíticas e anti-bacterianas. Muitos dos compostos orgânicos de base em várias aplicações comerciais e domésticas são potencialmente mutagénicos e cancerígenos, tendo sido referenciados em várias versões de Directivas Comunitárias (EU) como alvos de tratamento diferenciado no controlo de atmosferas em ambientes fechados e no tratamento de águas residuais. Na área de controlo de poluição a fotocatálise é um campo de investigação muito activo, O processo e baseado na activação de um catalisador óxido metálico (semicondutor) por meio de irradiação luminosa. Resumidamente, a irradiação de um semicondutor (normalmente Ti02) com uma radiação de energia superior a sua energia de hiato conduz a formação de pares electrão-buraco que difundem individualmente ate a sua superfície onde reagem com as espécies adsorvidas. Uma das desvantagens do processo e recombinação inopinada dos electrões/buracos gerados, que pode ser ultrapassada em certa medida recorrendo a configurações nanoméricas de TiO2. Nas partículas mais pequenas a velocidade de propagação dos transportadores de carga e superior, bem como a eficiência fotocatalítica. Materiais de TiO2 nano-estruturados, naocristalites esferóides, nanoparticulas, nanotubos, nanofolhas e nanofibras são alguns dos materiais que atraíram um vasto interesse na última década. Devido as suas propriedades físico-químicas elas encontraram aplicabilidade, não apenas em fotocatálise, mas também na catálise convencional, nas pilhas de lítio, no armazenamento de hidrogénio, e nas tecnologias de energia solar. Contudo a opacidade e a fragilidade dos filmes de semicondutores, em muito contribuíram para dificultar o seu uso generalizado em aplicações comerciais. A fa  |
Resumo
O objectivo deste projecto é preparar nanopartículas funcionais e nanoflimes robustos de óxidos metálicos com elevada actividade fotocatalítica. Será testada a sua capacidade de incorporação em azulejos de cerâmica de modo a produzir produtos amigos do ambiente com propriedades fotocatalíticas e anti-bacterianas. Muitos dos compostos orgânicos de base em várias aplicações comerciais e domésticas são potencialmente mutagénicos e cancerígenos, tendo sido referenciados em várias versões de Directivas Comunitárias (EU) como alvos de tratamento diferenciado no controlo de atmosferas em ambientes fechados e no tratamento de águas residuais. Na área de controlo de poluição a fotocatálise é um campo de investigação muito activo, O processo e baseado na activação de um catalisador óxido metálico (semicondutor) por meio de irradiação luminosa. Resumidamente, a irradiação de um semicondutor (normalmente Ti02) com uma radiação de energia superior a sua energia de hiato conduz a formação de pares electrão-buraco que difundem individualmente ate a sua superfície onde reagem com as espécies adsorvidas. Uma das desvantagens do processo e recombinação inopinada dos electrões/buracos gerados, que pode ser ultrapassada em certa medida recorrendo a configurações nanoméricas de TiO2. Nas partículas mais pequenas a velocidade de propagação dos transportadores de carga e superior, bem como a eficiência fotocatalítica. Materiais de TiO2 nano-estruturados, naocristalites esferóides, nanoparticulas, nanotubos, nanofolhas e nanofibras são alguns dos materiais que atraíram um vasto interesse na última década. Devido as suas propriedades físico-químicas elas encontraram aplicabilidade, não apenas em fotocatálise, mas também na catálise convencional, nas pilhas de lítio, no armazenamento de hidrogénio, e nas tecnologias de energia solar. Contudo a opacidade e a fragilidade dos filmes de semicondutores, em muito contribuíram para dificultar o seu uso generalizado em aplicações comerciais. A fabricação e o teste de novos filmes nanocristalinos de semicondutores voltaram assim a ganhar interesse. Sobretudo no que respeita ao controlo da poluição de ambientes fechados, tornou-se importante encontrar novos métodos de preparação e imobilização destes materiais para aplicar o conceito fotocatalítico aos materiais de construção. Deste modo, será possível obter materiais revestidos por películas de Ti02 fotossensíveis, auto-limpáveis, não embaciantes, capazes de eliminar a sujidade depositada e mais importante, destruir as bactérias habitualmente acumuladas nas paredes, chão, tecto ou janelas, sem ter necessidade de separar o catalisador após o processo, logo baixando os custos. Apesar da maioria dos trabalhos existentes na extensa literatura relativa as reacções de fotodegradacao ser dedicada a sistemas baseados em suspensões de pos de semicondutor, existe já um significativo número de trabalhos dedicado ao uso de filmes. No entanto, é ainda difícil encontrar informação relativa aos seguintes tópicos: (1) papel da dimensionalidade das partículas de Ti02 quando imobilizadas num filme fino; (2) estabilidade e aderência dos nanofilmes cristalinos quando aplicados num suporte rígido inerte; (3) aplicação explícita dos nanofilmes a reactores fotocatalíticos. Mais ainda, tanto quanto sabemos, não existe nenhum estudo ao nível atómico/molecular sobre a orientação das moléculas na superfície, utilizando técnicas avançadas de espectroscopia de infravermelho de geração de frequência soma (SFG). O presente trabalho visa desenvolver filmes de semicondutor finos e robustos, interligados a superfícies e capazes de ser utilizados comercialmente com propriedades de auto-limpeza e protecção. Para alcançar estes objectivos será fundamental usar a espectroscopia de infravermelho de geração de frequência soma (SFG) para perceber as relações moleculares dos poluentes com os filmes bem como as características das interfaces entre a cama de Ti02 e o suporte cerâmico. |