Da síntese à aplicação: otimização da ferrita de bismuto para fotocatálise no visível.

Abstract

A pesquisa estudou a ferrita de bismuto (BiFeO₃), pura e dopada com lantânio (La), buscando avaliar como a composição e as condições de tratamento térmico influenciam suas características e seu potencial para aplicações fotocatalíticas. As amostras foram produzidas por reação no estado sólido, pela rota cerâmica, com calcinação a 850 °C. A BFO pura foi tratada por 3 h, enquanto as amostras com 0,4 mmol de La foram submetidas a diferentes condições: sem patamar, 3 h e 5 h. Os materiais foram caracterizados por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de fluorescência. Os resultados de DRX confirmaram a formação da fase principal de BFO, com estrutura romboédrica R3c. Nas amostras dopadas, o aumento do tempo de patamar reduziu a presença de fases secundárias, indicando maior estabilidade da fase desejada. As imagens de MEV mostraram que a adição de lantânio contribuiu para reduzir o crescimento dos grãos. A amostra sem patamar apresentou partículas menores e irregulares, enquanto o aumento do tempo de calcinação promoveu maior cristalização. A condição BFO-La-5h apresentou uma microestrutura mais homogênea, com partículas facetadas e tamanho reduzido em relação à BFO pura. Na avaliação óptica por fluorescência, a BFO-La-5h apresentou resposta luminosa mais ampla e intensa que a BFO-La-3h. Os testes de fotodegradação com luz visível, previstos no projeto, não puderam ser concluídos devido às limitações relacionadas à mudança do laboratório e à instalação da nova estrutura experimental. Nesse período, foi acompanhada a construção da câmara de fotodegradação, que permitirá a continuidade dos ensaios. De forma geral, os resultados indicam que a dopagem com lantânio e o controle do tratamento térmico permitem modificar a estrutura e a microestrutura da BiFeO₃. Entre as condições estudadas, a BFO-La-5h apresentou o melhor conjunto de características, sendo a mais promissora para a continuidade dos estudos fotocatalíticos. A pesquisa contribui para o desenvolvimento e a caracterização de materiais com potencial para aplicações tecnológicas relacionadas ao uso da luz em processos de degradação de contaminantes.