A Fotoquímica é o ramo da Química que estuda as reações químicas induzidas pela luz, envolvendo a absorção de energia luminosa para promover transições eletrônicas em moléculas. Esses processos desempenham papel crucial em áreas como síntese de compostos, fotocatálise, desenvolvimento de materiais funcionais e tratamento ambiental. Aplicações incluem fotodegradação de poluentes, produção de energia sustentável e criação de tecnologias avançadas, como sensores e dispositivos optoeletrônicos.
Fotocatálise
A Fotocatálise é um processo químico no qual a luz, geralmente ultravioleta ou visível, ativa um material fotocatalisador para acelerar reações químicas. Esse processo é amplamente utilizado na degradação de poluentes orgânicos, desinfecção de água e ar, síntese de compostos químicos e conversão de energia, como na divisão de água para produzir hidrogênio. Materiais como dióxido de titânio (TiO2) são comumente empregados devido à sua alta eficiência e estabilidade. A fotocatálise contribui significativamente para soluções ambientais e tecnológicas sustentáveis.
Dióxido de Titânio (TiO2) dopado com Lantanídeos para Fotocatálise
Na minha dissertação de mestrado em física é apresentado os estudos relacionados à preparação e a caracterização estrutural de amostras nanoestruturadas de TiO2 dopadas com Gd3+ (Ti1-xGdxO2) e La3+ (Ti1-xLaxO2) via método dos precursores poliméricos nas concentrações nominais de xN = 0,0; 0,02; 0,04 e 0,06.
Na caracterização estrutural dos pós preparados utilizamos as técnicas: termogravimetria (TG) e análise térmica diferencial (DTA), difração de raios X (DRX) e refinamento estrutural via método Rietveld, espectroscopia de espalhamento Raman, microscopia eletrônica de varredura (MEV) em conjunto com medidas de espectroscopia de raios X por dispersão em energia (EDS), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e espectroscopia de reflectância difusa (RFD).
Os parâmetros de síntese foram determinados em ordem a se obter amostras de Ti1-xGdxO2 e Ti1-xLaxO2 na fase anatásio com a melhor cristalinidade possível e com granulidade em escala nanométrica.
Os resultados experimentais confirmam a obtenção de amostras nanoestruturadas e indicam que os dopantes foram incorporados à matriz do TiO2 sem a formação de fases secundárias ou espúrias. Não observamos variações do band gap (deslocamento da absorção para a região do visível do espectro eletromagnético) das amostras de TiO2 em função da incorporação do Gd3+ e do La3+. As evidências apontam para uma maior concentração espacial de dopantes e de defeitos estruturais nas regiões próximas à superfície das nanopartículas, o que, apesar da permanência do band gap na região do UV, indicam potencialmente uma maior eficiência fotocatalítica dos materiais dopados com relação ao TiO2 puro.
Fotodegradação
A fotodegradação é um processo químico no qual a luz, geralmente ultravioleta ou visível, promove a quebra de moléculas complexas em compostos mais simples. Esse fenômeno ocorre em presença de agentes fotossensibilizadores, como fotocatalisadores, que absorvem a luz e geram espécies reativas capazes de degradar substâncias químicas. É amplamente aplicada em áreas como a remoção de poluentes, tratamento de água, e desintoxicação de efluentes industriais, contribuindo para soluções ambientais mais sustentáveis.
