Síntese e caracterização de nanopartículas de óxidos de ferro e sua mistura com resíduos da cana-de-açúcar (bagaço e palha) para emprego nos processos de adsorção e fotocatálise heterogênea

• Autor(a) principal: Silva, Carine Pereira da
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFBA
• Texto Completo: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/39077
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Nanopartículas de óxidos de ferro; bagaço e palha; compósitos; aquecimento assistido por micro-ondas; adsorção; fotocatálise heterogênea; corantes; Iron oxide nanoparticles; bagasse and straw; composites; microwave-assisted heating; adsorption; heterogeneous photocatalysis; dyes

Nanopartículas de óxidos de ferro tem ganhado grande destaque com o passar dos anos devido a suas inúmeras aplicações em diversas áreas do conhecimento. Em adição, a rota de síntese mediada por uso do micro-ondas tem sido amplamente empregada, devido principalmente ao menor tempo de reação, menor consumo de material e produção de óxidos de ferro em escala nanométrica. Neste contexto, a combinação das características destes materiais com as de resíduos agroindustriais, a exemplo do bagaço e palha da cana; pode resultar em um novo material de maior valor agregado e com propriedades melhoradas para aplicação em determinado processo. O objetivo deste trabalho é a obtenção de nanopartículas de óxidos de ferro e compósitos, a partir da síntese, com aquecimento assistido em micro-ondas visando a adsorção e fotocatálise heterogênea. Para tanto, o sal nitrato de ferro(III) foi aquecido na mufla por micro-ondas nas temperaturas de 200 a 5000C por 10 minutos. Nanopartículas de hematita (-Fe2O3) foram obtidas, sendo amorfa a 200 e a 3000C e cristalina de estrutura romboédrica a 400 e 5000C, de acordo com os resultados de Difração de Raios X e Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier. As propriedades morfológicas foram determinadas por Microscopia Eletrônica de Varredura e Microscopia Eletrônica de Transmissão, verificando-se a obtenção de nanopartículas com tamanhos médios predominando em torno de 50 nm. A Espectroscopia de Reflectância Difusa Ultravioleta/Visível foi usada na determinação do band gap com valores de 1,87 eV e 2,01 eV. O desempenho fotocatalítico dos óxidos de ferro foi avaliado utilizando soluções dos corantes azul de metileno, alaranjado de metila e cristal de violeta obtendo elevada porcentagem de descoloração, sendo as amostras caracterizadas como hematita amorfa as mais promissoras com resultados superiores de até 98% de conversão. A mistura das nanopartículas de hematita a 2000C com os resíduos da cana e tratados termicamente na mufla por micro-ondas nas temperaturas de 200 e 3000C, resultou em compósitos material carbonáceo/óxido de ferro, nos quais apresentaram as fases maghemita e/ou magnetita, conforme determinada por Difração de Raios X. Os resultados dos testes de fotocatálise heterogênea e adsorção do azul de metileno (com valores de até 90%) mostraram que os materiais compósitos são fotocatalisadores e adsorventes eficientes para emprego no tratamento de águas residuais contaminadas por corantes.