Síntese de espumas de poliestireno sulfonadas suportando nanopartículas de ouro para descoloração do azul de metileno e redução do P-nitrofenol
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPB |
Texto Completo: | http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/3470 |
Resumo: | Os métodos convencionais de tratamento de efluentes industriais como: floculação, filtração e adsorção, não degradam os compostos orgânicos com características tóxicas e carcinogênicas, mas apenas promovem sua simples transferência para outras fases. Assim, os Processos Oxidativos Avançados (POAs) tem ganhado espaço, pois possibilitam a degradação e a descoloração dos compostos orgânicos, inclusive corantes com estruturas estáveis. No presente trabalho, substituiu-se o catalisador tradicional do Sistema Fenton, o íon Fe^2+ , por nanopartículas de ouro obtidas pelo método das microemulsões, suportadas em espumas de poliestireno produzidas pelo processo de Separação de Fases Termicamente Induzidas (TIPS), usadas para catálise de remoção de cor do corante modelo azul de metileno e da redução do p- nitrofenol a p-aminofenol. No processo de descoloração do corante, adicionou-se 20 mL de azul de metileno 5 x 10^-5 mol/L, juntamente com 20 mL de peróxido de hidrogênio a 30% em um Becker de 50 mL, contendo uma barra magnética, ao qual imergiu-se uma espuma de poliestireno dopada de nanopartículas presa em tela de nylon e promoveu-se agitação magnética por 60 minutos. Na redução, adicionou-se 20 mL de solução de solução de p-nitrofenol 1 x 10^-4 mol/L, em um Becker de 25 mL contendo uma barra magnética, em seguida uma alíquota de 300 µL do redutor borohidreto de sódio, 0,66 mol/L, finalizando com a introdução no sistema da espuma de poliestireno dopada de nanopartículas de ouro. A descoloração do corante e o processo de redução foram monitorados através de espectrofotometria UV-vis. As soluções de nanopartículas de ouro foram caracterizadas por espectrofotometria UV-vis devido a sua Ressonância Plasmônica de Superfície (RPS), com comprimentos de onda de 516 nm e 522 nm. As espumas foram caracterizadas por Difração de Raio-X (DRX) no qual observou-se o pico característico do poliestireno a 19,2º e os picos o o dos planos (111) e (200), respectivamente em 38,2 e 44,3 da estrutura Cúbica de Faces Centradas do ouro, e por espectroscopia no infravermelho visível – FTIR, que apresentou as bandas da deformação simétrica (1164 a 1016 cm^-1) e assimétrica (1474 a 1333 cm^-1) do –SO3, que evidenciou a ocorrência da sulfonação do poliestireno. No teste de descoloração do azul de metileno a espuma 1 apresentou o melhor resultado de remoção de cor com 16,8% e para a redução do p-nitrofenol foi a espuma 10 com porcentagem de remoção de cor de 98,52%. |
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Síntese de espumas de poliestireno sulfonadas suportando nanopartículas de ouro para descoloração do azul de metileno e redução do P-nitrofenolDescoloração de corantesAzul de metilenoNanopartículas de ouroEspumas de poliestirenoGold nanoparticlesPolystyrene foamsMethylene blueCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAOs métodos convencionais de tratamento de efluentes industriais como: floculação, filtração e adsorção, não degradam os compostos orgânicos com características tóxicas e carcinogênicas, mas apenas promovem sua simples transferência para outras fases. Assim, os Processos Oxidativos Avançados (POAs) tem ganhado espaço, pois possibilitam a degradação e a descoloração dos compostos orgânicos, inclusive corantes com estruturas estáveis. No presente trabalho, substituiu-se o catalisador tradicional do Sistema Fenton, o íon Fe^2+ , por nanopartículas de ouro obtidas pelo método das microemulsões, suportadas em espumas de poliestireno produzidas pelo processo de Separação de Fases Termicamente Induzidas (TIPS), usadas para catálise de remoção de cor do corante modelo azul de metileno e da redução do p- nitrofenol a p-aminofenol. No processo de descoloração do corante, adicionou-se 20 mL de azul de metileno 5 x 10^-5 mol/L, juntamente com 20 mL de peróxido de hidrogênio a 30% em um Becker de 50 mL, contendo uma barra magnética, ao qual imergiu-se uma espuma de poliestireno dopada de nanopartículas presa em tela de nylon e promoveu-se agitação magnética por 60 minutos. Na redução, adicionou-se 20 mL de solução de solução de p-nitrofenol 1 x 10^-4 mol/L, em um Becker de 25 mL contendo uma barra magnética, em seguida uma alíquota de 300 µL do redutor borohidreto de sódio, 0,66 mol/L, finalizando com a introdução no sistema da espuma de poliestireno dopada de nanopartículas de ouro. A descoloração do corante e o processo de redução foram monitorados através de espectrofotometria UV-vis. As soluções de nanopartículas de ouro foram caracterizadas por espectrofotometria UV-vis devido a sua Ressonância Plasmônica de Superfície (RPS), com comprimentos de onda de 516 nm e 522 nm. As espumas foram caracterizadas por Difração de Raio-X (DRX) no qual observou-se o pico característico do poliestireno a 19,2º e os picos o o dos planos (111) e (200), respectivamente em 38,2 e 44,3 da estrutura Cúbica de Faces Centradas do ouro, e por espectroscopia no infravermelho visível – FTIR, que apresentou as bandas da deformação simétrica (1164 a 1016 cm^-1) e assimétrica (1474 a 1333 cm^-1) do –SO3, que evidenciou a ocorrência da sulfonação do poliestireno. No teste de descoloração do azul de metileno a espuma 1 apresentou o melhor resultado de remoção de cor com 16,8% e para a redução do p-nitrofenol foi a espuma 10 com porcentagem de remoção de cor de 98,52%.Conventional methods of treatment of industrial effluents such as flocculation, filtration and adsorption do not degrade organic compounds with toxic and carcinogenic characteristics, but only promote their simple transfer to other phases. Thus, Advanced Oxidative Processes (POAs) have gained space, as they allow the degradation and discoloration of organic compounds, including stains with stable structures. In the present work, the traditional Fenton System catalyst, the Fe^2+ ion, was replaced by gold nanoparticles obtained by the microemulsions method, supported on polystyrene foams produced by the Thermally Induced Phase Separation (TIPS) process, used for the catalysis of color removal of the methylene blue dye and reduction of p-nitrophenol to p-aminophenol. In the process of dye discoloration, 20 mL of 5 x 10^-5 mol/L methylene blue was added along with 20 mL of 30% hydrogen peroxide in a 50 mL Becker containing a magnetic bar, to which a polystyrene foam doped with nanoparticles attached to a nylon mesh was immersed and magnetic stirring was promoted for 60 minutes. In the reduction, 20 ml of solution of p-nitrophenol solution 1 x 10^-4 mol/L was added in a 25 ml Becker containing a magnetic bar, then a 300 μl aliquot of the sodium borohydride reductant, 0,66 mol/L, ending with the introduction into the system of doped polystyrene foam of gold nanoparticles. The dye discoloration and the reduction process were monitored by UV-vis spectrophotometry. The solutions of gold nanoparticles were characterized by UV-vis spectrophotometry due to their Surface Plasmon Resonance (SPR), with wavelengths of 516 nm and 522 nm. The foams were characterized by X-ray diffraction (XRD) in which the characteristic peak of polystyrene was observed at 19.2º and the peaks of planes 111 and 200 respectively at 38.2º and 44.3º of the and FTIR, which presented the symmetric (1164 to 1016 cm^-1) and asymmetric deformation (1474 to 1333 cm^-1) bands of -SO3, which evidenced the occurrence of polystyrene sulphonation. In the methylene blue discoloration test foam 1 presented the best color removal result with 16.8% and for the reduction of p-nitrophenol was foam 10 with color removal percentage of 98.52%.Universidade Estadual da ParaíbaPró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGPBrasilUEPBPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQOliveira, Rodrigo José de03999469420Alves, Mary Cristina Ferreira03038717410http://lattes.cnpq.br/1408702023173864Lucena Junior, Juracy Regis de67566197487http://lattes.cnpq.br/8119528339396944Buriti, Josué da Silva07431792425http://lattes.cnpq.br/4761006194505552Almeida Neto, Julio Alves de2019-10-10T14:02:14Z2019-07-02info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfALMEIDA NETO, J. A. de. Síntese de espumas de poliestireno sulfonadas suportando nanopartículas de ouro para descoloração do azul de metileno e redução do P-nitrofenol. 2019. 107f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina grande, 2019.http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/3470porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPBinstname:Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)instacron:UEPB2019-10-11T04:00:54Zoai:tede.bc.uepb.edu.br:tede/3470Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/PUBhttp://tede.bc.uepb.edu.br/oai/requestbc@uepb.edu.br||opendoar:2019-10-11T04:00:54Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPB - Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)false |
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