Síntese otimizada de TiO2 por meio do processo sol-gel e planejamento experimental fatorial para obtenção de nanopartículas com alta eficiência fotocatalítica.

O dióxido de titânio (TiO2) tem atraído muita atenção devido às suas características físicas e químicas e a variedade de aplicações como sensores de gás, cerâmicas dielétricas, catalisadores para processos térmicos ou fotoinduzidos, fotocélulas solares e pigmentos. Estando diretamente relacionada as propriedades, a atividade fotocatalítica do TiO2 é dependente de diversas características, como o tamanho, a morfologia e fase cristalina do fotocatalisador. Alguns fatores influenciam as propriedades físicas e químicas do TiO2 obtido pela síntese por meio do processo sol-gel: reatividade do alcóxido precursor; pH do meio reacional, razão agua:alcóxido; temperatura de reação; natureza do solvente, dentre outros. A utilização do processo adequado e otimização dos parâmetros de síntese são estratégias utilizadas para a obtenção de fotocatalisadores de TiO2 de alta eficiência. Este trabalho tem por objetivo otimizar a síntese de TiO2 por meio do processo sol-gel e planejamento experimental fatorial para a obtenção de partículas nanocristalinas de TiO2 de alta eficiência fotocatalítica. Os experimentos seguirão o planejamento fatorial 23, sendo três variáveis (razão solvente:água, pH e temperatura de envelhecimento) e dois níveis (+ e -). Serão realizados 8 experimentos para a obtenção do TiO2 com os seguintes parâmetros e níveis: Razão etanol/H2O (50 e 100); pH (razão de HCl:alcóxido 0 e 0,25) e temperatura de envelhecimento hidrotérmico por 24 horas por (80 e 180 ºC). Para estimativa dos erros de repetibilidade serão realizados 3 experimentos com níveis intermediários de cada parâmetro (75; 0,125 e 130 ºC). As amostras serão caracterizadas por Espectroscopia de absorção na região do UV-Vis; Microscopia eletrônica de transmissão (TEM); Difratometria de Raios-X (DRX); adsorção-dessorção de N2 (área específica); BET (Brunauer-Emmett-Teller) e distribuição de tamanho de poros; BJH (Barrett-Joyner-Halenda) e; análise termogravimétrica (TGA). A eficiência da atividade fotocatalítica dos materiais obtidos será avaliada por meio da fotodegradação do corante alaranjado de metila em água. Espera-se como resultado a obtenção de um método otimizado para síntese de TiO2 de alta eficiência fotocatalítica e outras aplicações.