Efeitos decorrentes da porcentagem de ferro em óxido de zinco dopado com ferro na fotocatálise heterogênea
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Data de Publicação: | 2024 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UEL |
Texto Completo: | https://repositorio.uel.br/handle/123456789/14230 |
Resumo: | Resumo: Entre os processos de oxidação avançada, a fotocatálise heterogênea mediada por semicondutorescomo ZnO e TiO2 tem sido bastante pesquisada, devido à capacidade deremoção de contaminantes com demanda química de oxigênio relativamente baixas (< 2, g L-1) O conhecimento da camada superficialatravés de caracterizações estruturais e morfológicas viabiliza a compreensão do mecanismo de adsorção dos contaminantesassim como a atividade fotocatalíticaAssim, este trabalho teve como objetivo investigar o efeitoda variação de percentagem de ferro em óxido de zinco dopado com ferropara diferentes temperaturas de calcinação como 4, 6 e 8 °C com relação aoZnO sintetizado Percentagensde ferro, respectivamente iguais a1, 3 e 5% foram adicionados à solução aquosa de diazocorante directred23 (DR23) a fim de avaliar a descoloração O sólido cristalino de ZnO, obtido a partir de nitrato de zinco eágar foi caracterizado por difração de raios-x O óxido misto mostrou duas fases apenas quando foi calcinado a 8 °C nas proporções de 1, 3 e 5 % de ferro O tamanho do cristalito foi calculado a partir daequação de Debye para partículas esféricas e varioude 16 a 69 nm O tamanho do cristalito aumentou em função da temperatura de calcinação e diminuiu à medida que se aumentou a quantidade de ferro A energia de band-gap, obtida por reflectância difusa, apresentouvalores de 3,37 a 3,79 eV A atividade fotocatalítica dos óxidos sintetizados foi determinada através da constante de velocidade de descoloração (kobs) dodiazo corante directred 23 (DR23, 7,5 x1-5 mol L-1) usando respectivamente o óxido de zinco e os óxidos mistos (,3 g L-1) a 3 °C O maior valor de kobs foi obtido para o óxido misto calcinado a 4 °C com 5% de ferro Os óxidos mistos apresentaram maior atividade na descoloração fotocatalítica dodiazocorante DR23 em comparação aoZnO puro |
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Efeitos decorrentes da porcentagem de ferro em óxido de zinco dopado com ferro na fotocatálise heterogêneaFísico-químicaFotocatáliseÓxido de zincoSemicondutores dopadosPhysical chemistryPhotocatalysisZinc oxideDoped semiconductorsResumo: Entre os processos de oxidação avançada, a fotocatálise heterogênea mediada por semicondutorescomo ZnO e TiO2 tem sido bastante pesquisada, devido à capacidade deremoção de contaminantes com demanda química de oxigênio relativamente baixas (< 2, g L-1) O conhecimento da camada superficialatravés de caracterizações estruturais e morfológicas viabiliza a compreensão do mecanismo de adsorção dos contaminantesassim como a atividade fotocatalíticaAssim, este trabalho teve como objetivo investigar o efeitoda variação de percentagem de ferro em óxido de zinco dopado com ferropara diferentes temperaturas de calcinação como 4, 6 e 8 °C com relação aoZnO sintetizado Percentagensde ferro, respectivamente iguais a1, 3 e 5% foram adicionados à solução aquosa de diazocorante directred23 (DR23) a fim de avaliar a descoloração O sólido cristalino de ZnO, obtido a partir de nitrato de zinco eágar foi caracterizado por difração de raios-x O óxido misto mostrou duas fases apenas quando foi calcinado a 8 °C nas proporções de 1, 3 e 5 % de ferro O tamanho do cristalito foi calculado a partir daequação de Debye para partículas esféricas e varioude 16 a 69 nm O tamanho do cristalito aumentou em função da temperatura de calcinação e diminuiu à medida que se aumentou a quantidade de ferro A energia de band-gap, obtida por reflectância difusa, apresentouvalores de 3,37 a 3,79 eV A atividade fotocatalítica dos óxidos sintetizados foi determinada através da constante de velocidade de descoloração (kobs) dodiazo corante directred 23 (DR23, 7,5 x1-5 mol L-1) usando respectivamente o óxido de zinco e os óxidos mistos (,3 g L-1) a 3 °C O maior valor de kobs foi obtido para o óxido misto calcinado a 4 °C com 5% de ferro Os óxidos mistos apresentaram maior atividade na descoloração fotocatalítica dodiazocorante DR23 em comparação aoZnO puroDissertação (Mestrado em Química) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em QuímicaAbstract: Among the advanced oxidation processes, the heterogeneous photocatalysis mediated by semiconductors such as ZnO and TiO2 has attracted considerable attention due to the removal ability of contaminants with relatively low level (less than 2 g L-1) of chemical oxygen demand The knowledge of the surface layer through the structural and morphological aspects of the photocatalystsenable the understanding of the adsorption capacity as well as the photocatalysis efficiency Thus, this work aimed to study the effect of the iron percentage in zinc oxide doped with iron in different calcination temperatures as 4, 6, and 8 °C in comparison to the synthesized ZnOIron amounts of 1, 3, and 5% respectively in these mixed oxides were added to the aqueous solution of direct red 23 (DR23) diazodye in order to evaluate its decolorization The crystalline solid of ZnO, obtained from zinc nitrate/agar, was characterized by x-ray diffraction The mixed oxide showed two phases in its structure only when it was calcined at 8 ° C in proportions of 1, 3 and 5% iron The crystallite size of the oxides was calculated from Debye equation for spherical particles andvaried from16 to 69 nm The crystallite size enhancedas a function of thecalcining temperature and presented the smallest one for the largest iron amount (5%)in the mixed oxides The energy band-gap, obtained by diffuse reflectance, showed values from 337 to 379 eV The photocatalytic activity of these oxides was determined through the decolorization rate constant (kobs) of direct red 23 (DR23, 75 x1-5mol L-1)diazo dye using synthesized zinc oxide and mixed oxides (3 g L-1) respectively at 3 º C The best value of kobs was observed for the mixed oxide calcined at 4 °C with 5% iron All the mixed oxides presented higherability in comparison to ZnOfor thephotocatalyticdecolorization of DR23diazo dyeTakashima, Keiko [Orientador]Dall'Antonia, Luiz HenriqueAnaíssi, Fauze JacóOrcelli, Thiago2024-05-01T14:29:31Z2024-05-01T14:29:31Z2013.0028.02.2013info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/14230porMestradoQuímicaCentro de Ciências ExatasPrograma de Pós-Graduação em QuímicaLondrinareponame:Repositório Institucional da UELinstname:Universidade Estadual de Londrina (UEL)instacron:UELinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-07-12T04:20:20Zoai:repositorio.uel.br:123456789/14230Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bibliotecadigital.uel.br/PUBhttp://www.bibliotecadigital.uel.br/OAI/oai2.phpbcuel@uel.br||opendoar:2024-07-12T04:20:20Repositório Institucional da UEL - Universidade Estadual de Londrina (UEL)false |
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Resumo: Entre os processos de oxidação avançada, a fotocatálise heterogênea mediada por semicondutorescomo ZnO e TiO2 tem sido bastante pesquisada, devido à capacidade deremoção de contaminantes com demanda química de oxigênio relativamente baixas (< 2, g L-1) O conhecimento da camada superficialatravés de caracterizações estruturais e morfológicas viabiliza a compreensão do mecanismo de adsorção dos contaminantesassim como a atividade fotocatalíticaAssim, este trabalho teve como objetivo investigar o efeitoda variação de percentagem de ferro em óxido de zinco dopado com ferropara diferentes temperaturas de calcinação como 4, 6 e 8 °C com relação aoZnO sintetizado Percentagensde ferro, respectivamente iguais a1, 3 e 5% foram adicionados à solução aquosa de diazocorante directred23 (DR23) a fim de avaliar a descoloração O sólido cristalino de ZnO, obtido a partir de nitrato de zinco eágar foi caracterizado por difração de raios-x O óxido misto mostrou duas fases apenas quando foi calcinado a 8 °C nas proporções de 1, 3 e 5 % de ferro O tamanho do cristalito foi calculado a partir daequação de Debye para partículas esféricas e varioude 16 a 69 nm O tamanho do cristalito aumentou em função da temperatura de calcinação e diminuiu à medida que se aumentou a quantidade de ferro A energia de band-gap, obtida por reflectância difusa, apresentouvalores de 3,37 a 3,79 eV A atividade fotocatalítica dos óxidos sintetizados foi determinada através da constante de velocidade de descoloração (kobs) dodiazo corante directred 23 (DR23, 7,5 x1-5 mol L-1) usando respectivamente o óxido de zinco e os óxidos mistos (,3 g L-1) a 3 °C O maior valor de kobs foi obtido para o óxido misto calcinado a 4 °C com 5% de ferro Os óxidos mistos apresentaram maior atividade na descoloração fotocatalítica dodiazocorante DR23 em comparação aoZnO puro |
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