Dopagem de Nitreto de Carbono Grafítico com Enxofre: Preparação, Caracterização Experimental e Teórica
g-C3N4, Nanofolhas, Dopagem de enxofre, DFT.
A crescente preocupação global com a presença de corantes em águas residuais e recursos hídricos destaca-se devido à resistência, toxicidade e potencial cancerígeno desses produtos químicos, impactando a vida aquática e a saúde humana. A remoção eficaz dessas substâncias antes do descarte no meio ambiente é crucial. Neste estudo, fotocatalisadores de nitreto de carbono grafítico (g-C3N4) foram preparados para degradar o azul de metileno, com e sem dopagem de enxofre. Foram produzidas cinco amostras com diferentes proporções de dopagem, utilizando ureia e tioureia como precursores, nas proporções de 100:0, 70:30, 50:50, 30:70 e 0:100%, respectivamente. Esse método permitiu a obtenção de materiais de baixo custo por meio de uma síntese simples em dois passos: pirólise dos precursores e esfoliação líquida por ultrassom para produzir nanofolhas. Os fotocatalisadores foram caracterizados por métodos experimentais (UV-vis, PL, tempo de vida, PLQY, DRX e FT-IR) e estudo teórico utilizando a teoria do Funcional de Densidade (DFT). Os resultados revelam que, entre as amostras dopadas, o T50U50 apresenta melhorias notáveis, incluindo tempo de vida mais prolongado, aumento no rendimento quântico, redução do bandgap, transferência de carga eficiente e eficiência de degradação de até 97% em 150 minutos, com uma velocidade de reação substancialmente mais rápida. A dopagem de enxofre demonstra sua capacidade de fornecer elétrons à estrutura eletrônica, contribuindo para a redução do bandgap, além de induzir a inclusão de elétrons adicionais e polarização do spin.