Ti-LAYERED MATERIALS APPLIED IN PHOTOCATALYTIC PROCESSES

Martins, Nailma J.; Barbosa, Luele R. S.; Cota, Vitor E. P.; Mourão, Henrique A. J. L.

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Sumário

Revisão • Quím. Nova 45 (05) • 2022 • https://doi.org/10.21577/0100-4042.20170855 copy

Ti-LAYERED MATERIALS APPLIED IN PHOTOCATALYTIC PROCESSES

Authorship SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Titanium (Ti)-layered materials have interesting characteristics for photocatalytic applications, such as the high specific surface area and ease of intercalation of species in the interlamellar region, which are extremely favorable for the surface processes. In this sense, this review addresses the data available in the literature related to the preparation, structure and main photocatalytic applications of Ti-layered materials. The main synthesis methodologies of these materials were addressed: the hydrothermal, which is mainly used to obtain powders (containing TiO₂ or titanates) and the anodization process that is commonly used to obtain films composed mainly of TiO₂ nanotubes. Prominent photocatalytic applications for semiconductors were also addressed, focusing on the use of pure or associated Ti-layered materials for the photodegradation of emerging pollutants, photoreduction of CO₂ or metals, hydrogen production and the inactivation of microorganisms. It was possible to observe that, despite these being extremely promising materials and with outstanding efficiency in some processes, such materials can still be considered little explored and deserve greater attention from researchers in the area.

Keywords:
TiO₂; titanates; layered; synthesis; photocatalytic applications

Material	Método de síntese	Morfologia	Objetivo	Ref
Titanatos de Sódio	Hidrotérmico	Nanotubos	Avaliação da capacidade catalítica	[⁷⁸78 Morgado, E. J.; Abreu, M. A. S.; Pravia, O. R. C.; Marinkovic, B. A.; Jardim, P. M.; Rizzo, F. C.; Araújo, A. S.; Solid State Sci. 2006, 8, 888.]
H₂Ti₃O₇	Hidrotérmico	Nanotubos	Desenvolvimento de supercapacitor	[⁹⁵95 Das, P.; Das, S.; Ratha, S.; Chakraborty, B.; Chatterjee, S.; Electrochim. Acta. 2021, 371, 137774.]
Na_0,036H_1,964Ti₃O₇· 3,52H₂O	Hidrotérmico	Nanotubos	Estudos sobre as propriedades elétricas	[⁹⁶96 Hu, W.; Li, L.; Li, G.; Meng, J.; Tong, W.; J. Phys. Chem. C 2009, 113, 16996.]
H₂Ti₂O₅·H₂O	Hidrotérmico	Nanotubos	Armazenamento eletroquímico	[⁴⁶46 Kim, D. H.; Jang, J. S.; Han, S. S.; Lee, K. S.; Choi, S. H.; Umar, A.; Lee, J. W.; Shin, D. W.; Myung, S. T.; Lee, J. S.; Kim, S. J.; Sun, Y. K.; Lee, K. S.; J. Phys. Chem. C 2009, 113, 14034.]
A₂Ti_nO_2n+1 A = Li, Na, K	Hidrotérmico	Nanotubos	Fotodegradação de clorofórmio	[⁹⁷97 Song, H.; Jiang, H.; Liu, T.; Liu, X.; Meng, G.; Mater. Res. Bull. 2007, 42, 334.]
K₂Ti₈O₁₇	Hidrotérmico	Nanofios	Estudo de estabilidade térmica e área de superfície	[⁹⁸98 Yuan, Z. Y.; Zhang, X. B.; Su, B. L.; Appl. Phys. A 2004, 78, 1063.]
Nanotubo de titânio	Hidrotérmico	Nanotubos	Célula solar sensibilizada com corante	[⁹⁹99 Uchida, S.; Chiba, R.; Tomiha, M.; Masaki, N.; Shirai, M.; Stud. Surf. Sci. Catal. 2003, 146, 791.]
TiO₂	Hidrotérmico	Nanotubos	Estudo sobre o mecanismo de formação dos nanotubos	[¹⁰⁰100 Arruda, L. B.; Santos, C. M.; Orlandi, M. O.; Schreiner, W. H.; Lisboa-Filho, P. N.; Ceram. Int. 2015, 41, 2884.]
K₂Ti₆O₁₃	Hidrotérmico	Nanofios	Elucidar o mecanismo de crescimento dos nanofios	[³⁷37 Kapusuz, D.; Y. Kalay, E.; Park, J.; Ozturk, A.; Journal of Ceramic Processing Research 2015, 16, 291.]
Titanatos de potássio	Hidrotérmico	Nanofitas em forma de túnel	Estudos estruturais, vibracionais e troca iônica	[⁴⁴44 Silva, F. L. R.; Righi, A.; Vib. Spectrosc. 2017, 88, 77.]
Titanato de sódio	Hidrotérmico	Nanotubos	Emissão de luminescência para dispositivos ópticos	[⁵⁴54 Marques, T. M. F.; Lima, C. L. L.; Sacilloti, M.; Fujisawa, K.; Lopez, N. P.; Terrones, M.; Silva, E. N.; Ferreira, O. P.; Viana, B. C.; J. Nanomater. 2017, 2017, 1.]
Na₂Ti₃O₇	Hidrotérmico	Nanofibras	Estudos estruturais após adsorção de íons metálicos	[⁵⁵55 Liu, H.; Yang, D.; Waclawik, E. R.; Ke, X.; Zheng, Z.; Zhu, H.; Frost, R. L. A.; J. Raman Spectrosc. 2010, 41, 1792.]
TiO₂	Hidrotérmico	Nanofios	Evolução fotocatalítica de H₂	[¹⁰¹101 Jitputti, J.; Suzuki, Y.; Yoshikawa, S.; Catal. Commun. 2008, 9, 1265.]
Titanatos	Hidrotérmico	Nanotubos	Aplicações em células solares.	[¹⁰²102 Muniyappan, S.; Solaiyammal, T.; Sudhakar, K.; Karthigeyan, A.; Murugakoothan, P.; Mod. Electron. Mater. 2017, 3, 174.]
cqds/K₂Ti₆O₁₃	Hidrotérmico com calcinação	Nanotubos	Degradação de Amoxicilina	[¹⁰³103 Chen, Q.; Chen, L.; Qi, J.; Tong, Y.; Lv, Y.; Xu, C.; Ni, J.; Li, W.; Chin. Chem. Lett. 2019, 30, 1214.]
TiO₂	Hidrotérmico com calcinação	Nanofolhas	Processos fotocatalíticos	[¹⁰⁴104 Esmat, M.; El-Hosainy, H.; Tahawy, R.; Jevasuwan, W.; Tsunoji, N.; Fukata, N.; Ide, Y.; Appl. Catal., B 2021, 285, 119755.]
TiO₂	Hidrotérmico com calcinação	Nanotubos	Avaliação do efeito da calcinação	[¹⁰⁵105 Yu, J.; Yu, H.; Cheng, B.; Trapalis, C.; J. Mol. Catal. A: Chem. 2006, 249, 135.]
Óxidos de titânio	Anodização	Nanotubos	Estudo do mecanismo de síntese	[⁷¹71 Gong, D.; Grimes, C. A.; Varghese, O. K.; Hu, W.; Singh, R. S.; Chen, Z.; Dickey, E. C.; J. Mater. Res. 2001, 16, 3331.]
TiO₂	Anodização	Nanotubos	Estudos de fotoluminescência	[¹⁰⁶106 Fang, D.; Huang, K.; Liu, S.; Huang, J.; J. Braz. Chem. Soc. 2008, 19, 1059.]
TiO₂	Anodização	Nanotubos	Avaliação da sensibilidade e seletividade	[¹⁰⁷107 Varghese, O. K.; Gong, D.; Paulose, M.; Ong, K. G.; Grimes, C. A.; Sens. Actuators, B 203, 93, 338.]
Titânia anatase	Anodização	Nanotubos	Eletrodos de células solares sensibilizadas	[¹⁰⁸108 Michailowski, A.; Almawlawi, D.; Cheng, G.; Moskovits, M.; Chem. Phys. Lett. 2001, 349, 1.]
Pt/TiO₂	Anodização	Nanotubos	Fotoeletrocatálise de corante	[¹⁰⁹109 Almeida, L. C.; Zanoni, M. V. B.; J. Braz. Chem. Soc. 2014, 25, 579.]
TiO₂	Anodização	Nanotubos	Estudo e desenvolvimento de rota de síntese	[⁷²72 Antony, R. P.; Mathews, T.; Dasgupta, A.; Dash, S.; Tyagi, A. K.; RAJ, B.; J. Solid State Chem. 2011, 184, 624.]
TiO₂	Anodização	Nanotubos	Estudo sobre a formação de nanotubos	[¹¹⁰110 Nguyen, Q. A.; Bhargava, Y. V.; Devine, T. M.; Electrochem. Commun. 2008, 10, 471.]
TiO₂	Organogel	Nanotubos	Estudo sobre a formação da estrutura helicoidal	[¹¹¹111 Jung, J. H.; Kobayashi, H.; Bommel, K. J. C. V.; Shinkai, S.; Shimizu, T.; Chem. Mater. 2002, 14, 1445.]
Na_0,66Li_0,22Ti_0,78O₂	Sol-gel e reação em estado sólido	Camadas	Aplicações em baterias de íon Na	[¹¹²112 Nowak, M.; Zajac, W.; Hanc, E.; Molenda, J.; Composites, Part B 2021, 213, 108729.]
TiO₂	Sol-gel	Nanotubos	Estudos sobre a obtenção de nanotubos	[¹¹³113 Maiyalagan, T.; Viswanathan, B.; Varadaraju, U.; Bull. Mater. Sci. 2006, 29, 705.]
Li₂Ti₃O₇ e Na₂Ti₃O₇	Troca Iônica	Camadas	Estudos sobre a estrutura em camadas e troca iônica	[⁴²42 Chiba, K.; Kijima, N.; Takahashi, Y.; Idemoto, Y.; Akimoto, J.; Solid State Ionics 2008, 178, 1725.]
A₂Ti_nO_2n+1
A=Li, Na, K	Troca Iônica	Camadas	Avaliação da estabilidade de titanatos alcalinos	[⁴³43 Catti, M.; Pinus, I.; Scherillo, A.; J. Solid State Chem. 2013, 205, 64.]
M_xTi_2-x/3Li_x/3O₄; M = K⁺, Li⁺, Na⁺	Reação em estado sólido	Camadas	Decomposição fotocatalítica seletiva	[¹¹⁴114 Ide, Y.; Nakasato, Y.; Ogawa, M.; J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 3601.]
Li₂Ti₃O₇	Reação em estado sólido	Nanotubos	Geração de células a combustível	[¹¹⁵115 Corcoran, D. J. D.; Tunstall, D. P.; Irvine, J. T. S.; Solid State Ionics 2000, 136, 297.]
TiO₂	Deposição de Camada Atômica	Nanotubos	Aplicação em células Solares	[¹¹⁶116 Foong, T. R. B.; Shen, Y.; Hu, X.; Sellinger, A.; Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1390.]

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