Caffeic acid–Nb2O5 interfacial charge-transfer complexes forvisible-light-driven peroxymonosulfate activation
Óxidos metálicos de banda proibida larga (wide-band-gap) são geralmente inativos sob irradiação de luz visível, a menos que estados eletrônicos adicionais sejam introduzidos em sua superfície. Neste estudo, o Nb₂O₅, sintetizado por uma rota hidrotérmica assistida por peróxido, foi submetido a tratamentos térmicos a 200 e 400 °C para investigar como as modificações superficiais influenciam sua interação com o ácido cafeico e a atividade resultante sob luz visível. Enquanto o Nb₂O₅ não modificado apresentou absorção desprezível em 456 nm, a adsorção de ácido cafeico promoveu uma absorção óptica em energias inferiores à banda proibida (sub-band-gap), dependente da concentração e estendendo-se até a região do visível. A magnitude desse efeito aumentou após a calcinação, indicando que o ambiente de coordenação superficial governa a formação de complexos fotoativos entre o óxido e o ligante. A análise indireta de Tauc revelou transições ópticas de baixa energia associadas a estados de transferência de carga interfacial, enquanto a energia da banda proibida intrínseca do Nb₂O₅ permaneceu essencialmente inalterada. Sob irradiação de luz azul, as amostras calcinadas alcançaram aproximadamente 90% de degradação em 5 minutos na presença de peroximonossulfato (PMS), enquanto o material não calcinado apresentou menor atividade. Experimentos de ressonância paramagnética eletrônica (EPR) e de captura de espécies reativas (scavenger experiments) indicaram a participação de radicais hidroxila, juntamente com outras espécies reativas derivadas do PMS. Os resultados, em conjunto, sugerem que a adsorção de ácido cafeico cria estados interfaciais capazes de absorver luz visível e promover a transferência de carga na superfície do Nb₂O₅, facilitando, assim, a ativação do PMS.
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