Abstract

ROJAS-SANCHEZ, Carlos E.; INCER-VALVERDE, Jimena; PINEDA, Leslie W.  and  DURAN-HERRERA, J. Esteban. Fotorredução de dióxido de carbono usando TiO ₂ sensibilizado com trímeros de Co e Cu em meio aquoso. Uniciencia [online]. 2021, vol.35, n.1, pp.335-351. ISSN 2215-3470.  http://dx.doi.org/10.15359/ru.35-1.21.

Na presente pesquisa foi avaliado o desempenho de dois fotocatalisadores de dióxido de titânio, um deles sensibilizado com um trímero de cobre (Cu3(dpa)4Cl2) (dpa = 2,2´-dipiridilamina) e o outro com um trímero de cobalto (Co3(dpa)4Cl2), especificamente, na fotorredução de dióxido de carbono em meio aquoso. Em uma primeira etapa experimental foi estudado o processo de sensibilização do TiO2, que ocorre em duas reações sucessivas utilizando um reator de micro-ondas: na primeira, a superfície do TiO2 é funcionalizada com ácido p-aminobenzóico (PABA) que age como molécula de ligação entre o TiO2 e o trímero respectivo; logo, na segunda reação, o trímero do metal é ancorado. Foram analisados três níveis de temperatura, potência e tempo de reação para cada uma das duas reações; não obstante, uma análise estatística robusta como o método Taguchi mostrou que não existe diferença significativa entre os tratamentos para as condições selecionadas. Como resultado disso, determinou-se que, para o processo de sensibilização dos fotocatalisadores, é possível trabalhar nas seguintes condições sem afetar a composição final de cada catalisador: 70 ºC, 100 W e 5 min na etapa de funcionalização com o PABA e 80 ºC, 150 W e 5 min na ancoragem de ambos os corantes. Na segunda etapa experimental foi realizada a avaliação dos fotocatalisadores sintetizados para a fotorredução de CO2 em meio aquoso, usando uma lâmpada ultravioleta de média pressão e um fotorreator sob pressão atmosférica e 25 ºC. O catalisador que apresentou melhor desempenho foi o sensibilizado com o trímero de cobalto, pois evidenciou maior produção de metano e monóxido de carbono ; por sua vez, o catalisador sensibilizado com cobre não apresentou geração quantificável de monóxido de carbono e a produção de metano foi consideravelmente menor . A produção de hidrogênio por ambos os catalisadores foi importante, particularmente a do catalisador sensibilizado com o trímero de cobre . Não houve detecção da presença de outros produtos oriundos da redução do CO2 na fase líquida.

Keywords : fotorredução de CO2; fotocatálise; TiO2; sensibilização; trímeros metálicos.

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