Estudo da incorporação de partículas de titânia em argamassas fotocatalíticas

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais.Estudos demonstram que os uso de dióxido de titânio (TiO2) na fotodegradação de óxidos de nitrogênio (NOx) é uma tecnologia que pode reduzir e contribuir contra poluição ambiental. A fotocatálise faz parte dos processos oxidativos avançados (POA), que são tecnologias alternativas e baseiam-se na formação e uso de radicais hidroxila como principal agente oxidante para a degradação de poluentes. Nos processos fotocatalíticos, esse radical hidroxila é formado a partir de moléculas de água em contato com a superfície do semicondutor, ativado pela luz ultra violeta (UV). Este trabalho tem como objetivo mostrar a viabilidade de se usar partículas de TiO2 como aditivo a argamassas cimentícias para fins fotocatalíticos e matéria-prima alternativa e promissora para o tema. Os pós utilizados foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), fluorescência de raios-X (FRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), distribuição de tamanho de partícula (DTP), potencial Zeta (PZ) e area específica (BET) e essas análises revelam que as amostras utilizadas tratam-se de partículas nanométricas e esféricas, porém apresentam-se em grânulos devido às suas altas áreas específicas. A partir de ensaios de degradação de NOx nas titânias, selecionou-se três amostras de titânias para a incorporação nas argamassa, que após incorporadas, a Degussa P25 apresentou os melhores resultados de degradação de NOx consumindo 100% da concentração de NOx do fluxo gasoso. Também revelou-se que as condições tais como umidade relativa, fluxo gasoso e Intensidade de radiação se fazem muito relevantes quando se trata da eficiência na fotocatálise, podendo-se aumentar ou diminuir a eficiência catalítica ao se variar alguma dessas condições. A fotocatálise com dióxido de titânio em matriz cimentícia se mostrou muito eficiente na degradação de moléculas de NOx, se apresentando como uma técnica promissora para a diminuição da poluição ambiental e purificação do ar nas cidades.Studies show that the use of titanium dioxide (TiO2) on the photodegradation of nitrogen oxides (NOx) is a technology that can reduce environmental pollution. The photocatalysis is one of part of the advanced oxidation processes (POA), which are alternative technologies based on the use and formation of hydroxyl radicals as main oxidizing agent for the degradation of pollutants. In photocatalytic heterogeneous processes, the hydroxyl radical is formed from water molecules in contact with the semiconductor surface, activated by ultraviolet light (UV). This work aims to show the feasibility of using TiO2 particles as an additive to cementitious mortars and promising alternative to the theme. The powders used were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), scanning electron microscopy (SEM), particle size distribution (PSD), zeta potential (PZ) and specific area (BET) and these analyzes have revealed that the samples are nano-sized particles and spherical, but present as granules due to their high specific areas. The NOx test in the titanias, there selected three samples of titanias for incorporation in the mortar, after which incorporated Degussa P25 showed the best results of degradation consuming 100% of the NOx concentration NOx in the flow gas. It was also showed that the test conditions such as relative humidity, gas flow and intensity of radiation are very important when dealing with the photocatalytic efficiency, and one can increase or decrease the catalytic efficiency when any of these conditions very. The photocatalysis with titanium dioxide in cement matrix is very efficient in the degradation of molecules of NOx, presenting itself as a promising technique for the reduction of environmental pollution and air purification in cities