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Enhanced 4-chlorophenol Degradation under Visible and Solar Radiation through TiO2/g-C3N4 Z-Scheme Heterojunction

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Autor(es):
Rodrigues, Karla Faquine ; de Moraes, Nicolas Perciani ; dos Santos, Alan Silva ; do Amaral Montanheiro, Thais Larissa ; Bastos Campos, Tiago Moreira ; Thim, Gilmar Patrocinio ; Rodrigues, Liana Alvares ; Brunelli, Deborah Dibbern
Número total de Autores: 8
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: BIOINTERFACE RESEARCH IN APPLIED CHEMISTRY; v. 13, n. 3, p. 18-pg., 2023-06-15.
Resumo

The efficient remediation of the persistent organic pollutant known as 4-chlorophenol (4CP) in aqueous effluent presents a challenge for a wide array of industries due to its elevated toxicity and resistance to natural degradation processes. This study proposes the development of a hybrid photocatalyst composed of titanium dioxide (TiO2) and graphitic carbon nitride (g-C3N4), aiming to increase the efficiency of photocatalytic degradation of 4CP under solar and visible radiation through the formation of Z-scheme heterojunction between the semiconductors. The results showed that the synthesis of the TiO2/g-C3N4 binary material was successful by X-ray diffractometry and infrared spectrometry. Furthermore, the addition of g-C3N4 to TiO2 led to optical and morphological modifications, such as the pore volume increase and gap energy of TiO2/g-C3N4. Concerning the photocatalytic evaluation, the main results indicate that photocatalytic activity under visible radiation of the TiO2/g-C3N4 improved by 44.8% compared to pure TiO2, whereas an improvement of 30.5% was obtained under simulated solar radiation. This improvement in efficiency was further corroborated by chronoamperometry tests, which demonstrated a higher photocurrent generation for the TiO2/g-C3N4. The radical generation mechanism suggested the creation of an effective Z-scheme heterojunction between the semiconductors, as the formation of both hydroxyl and superoxide radicals was observed. (AU)

Processo FAPESP: 17/24873-4 - Nanocompósito de PHBV e NTC funcionalizado com hidroxibutirato: estudo cinético da cristalização e correlação com as propriedades mecânicas
Beneficiário:Thaís Larissa do Amaral Montanheiro
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 20/12874-9 - Infiltração gradada por vidro em um compósito experimental à base de whiskers de alumina e zircônia: desenvolvimento, caracterização microestrutural e das propriedades ópticas e mecânicas
Beneficiário:Tiago Moreira Bastos Campos
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 18/16360-0 - Desenvolvimento de compósitos ternários ZnO/Bi2O3/Xerogel de carbono como fotocatalisadores para a degradação de poluentes orgânicos persistentes
Beneficiário:Nicolas Perciani de Moraes
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 20/12507-6 - Desenvolvimento e caracterização de cimento de wollastonita para engenharia de tecido ósseo
Beneficiário:Gilmar Patrocínio Thim
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 18/10492-1 - Desenvolvimento e avaliação de heterojunções semicondutor/ZnO/xerogel de carbono na fotodegradação de 4-clorofenol em reator de leito fluidizado e em reator em batelada
Beneficiário:Liana Alvares Rodrigues
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular