Tuning photodegradation performance using carbon quantum dots and niobium pentoxide
PRINCIPAL2024
Pontos quânticos de carbono (CQD) foram empregados como dopantes para aumentar a eficiência fotocatalítica do Nb₂O₅ , diminuindo aenergia do gap de banda e prolongando a vida útil do éxciton fotogerado por meio do aumento da condutividade. Difração de raios X (DRX), porosimetria de N₂ , microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), espectroscopia fotoacústica (PAS), espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS), espalhamento dinâmico de luz (DLS), potencial zeta e microscopia de força atômica (AFM) foram utilizados para caracterizar as nanoestruturas sintetizadas. Os resíduos do processamento da acerola foram convertidos em CQD com tamanho médio de 2,56 nm, conforme confirmado por AFM e pelo alto rendimento quântico de fluorescência de 43,32%. Os resultados da fisissorção de N₂ mostraram que os CQDs foram depositados na superfície do Nb₂O₅, reduzindo a área superficial específica de 122 ± 2,0 para 29 ± 1,3 m² g⁻¹ . O desempenho fotocatalítico do CQD/Nb₂O₅ foi superior ao dos materiais de controle sob irradiação de luz UV-visível, visto que houve uma diminuição na energia do gap de banda (Eg) de 2,78 para 1,93 eV. Essa diminuição em Eg levou a um aumento significativo na constante de velocidade aparente (kapp) do corante MG de 1,90 × 10⁻³ s⁻¹ para 42,2 × 10⁻³ s⁻¹, demonstrando que a presença de CQDs pode separar efetivamente os portadores de carga fotogerados, como observado pelo aumento na condutividade mostrado pelo diagrama de Nyquist.
