Fotodegradação de espécies cianídricas em água de manipueira com produção simultânea de combustíveis empregando fotocatalisadores do tipo TiO2.Nix.NiO

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Klebson Souza
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFBA
Texto Completo: http://repositorio.ufba.br/ri/handle/ri/34248
Resumo: Várias tecnologias avançadas estão sendo desenvolvidas para o tratamento de efluentes contaminantes. Dentro desse contexto, o presente trabalho teve como foco o desenvolvimento de um sistema fotocatalítico capaz de tratar a água de manipueira, efluente da produção da farinha de mandioca, rico em espécies cianídricas e outros compostos orgânicos, com vistas a redução da carga poluente e ao mesmo tempo, recuperação de parte da energia da biomassa remanescente do beneficiamento do tubérculo. Esse estudo envolveu a síntese de TiO2 com adição de níquel pelo método sol-gel, empregando diferentes concentrações de Ni, seguido de tratamento térmico em atmosfera oxidante e oxidante/redutora. Os materiais preparados foram caracterizados por técnicas de difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura e, posteriormente, empregados como fotocatalisadores no tratamento fotocatalítico da água de manipueira em um reator de bancada e atmosfera de argônio, irradiado com luz de  > 370 nm. Os resultados obtidos após tratamento fotocatalítico por 5 horas demonstram redução na concentração de espécies cianídricas de 8,93 mg L-1 de cianeto total para 5,18 mg L-1 quando tratado com o TiO2 puro e 0,19 mg L 1 quando tratada com O-Ni(15%)TiO2 (amostra obtida com 15% (mol/mol) de Ni seguido de tratamento térmico em atmosfera oxidante). O monitoramento feito por cromatografia gasosa com detectores TCD e FID, possibilitou a detecção de gases produtos de degradação das espécies cianídricas e matéria orgânica, com a presença de hidrogênio molecular, eteno e nitrogênio molecular. A produção de hidrogênio oscilou na faixa de 2,0761 µmol g-1 h-1 com o uso do TiO2 dopado com 15% (mol/mol) de Ni reduzido com hidrogênio e de 0,0985 µmol g-1 h -1 para o dióxido de titânio puro. Já a taxa de produção de eteno esteve na faixa de 0,0667 a 1,029 µmol g-1 h -1, para os materiais dopados com níquel em diferentes concentrações, não sendo detectada a produção desse gás quando TiO2 puro foi usado.
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Os materiais preparados foram caracterizados por técnicas de difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura e, posteriormente, empregados como fotocatalisadores no tratamento fotocatalítico da água de manipueira em um reator de bancada e atmosfera de argônio, irradiado com luz de  > 370 nm. Os resultados obtidos após tratamento fotocatalítico por 5 horas demonstram redução na concentração de espécies cianídricas de 8,93 mg L-1 de cianeto total para 5,18 mg L-1 quando tratado com o TiO2 puro e 0,19 mg L 1 quando tratada com O-Ni(15%)TiO2 (amostra obtida com 15% (mol/mol) de Ni seguido de tratamento térmico em atmosfera oxidante). O monitoramento feito por cromatografia gasosa com detectores TCD e FID, possibilitou a detecção de gases produtos de degradação das espécies cianídricas e matéria orgânica, com a presença de hidrogênio molecular, eteno e nitrogênio molecular. A produção de hidrogênio oscilou na faixa de 2,0761 µmol g-1 h-1 com o uso do TiO2 dopado com 15% (mol/mol) de Ni reduzido com hidrogênio e de 0,0985 µmol g-1 h -1 para o dióxido de titânio puro. Já a taxa de produção de eteno esteve na faixa de 0,0667 a 1,029 µmol g-1 h -1, para os materiais dopados com níquel em diferentes concentrações, não sendo detectada a produção desse gás quando TiO2 puro foi usado.Several advanced technologies are being developed for the treatment of contaminant effluents. Within this context, the present work focused on the development of a photocatalytic system capable of treating handling cassava of water, effluent from cassava flour production, rich in cyanide species and other methods of use, with a view to reducing pollutant load and At the same time, recovery of part of the biomass energy remaining from the pipe beneficiation. This study involved the exposure of TiO2 with the addition of nickel by the sol-gel method, using different Ni filters, following the heat treatment in the oxidizing and oxidizing / reducing atmosphere. The prepared materials were characterized by X-ray difrometry techniques, scanning electron microscopy and, subsequently, used as photocatalysts in the photocatalytic treatment of cassava water in an argon bench and atmosphere reactor, irradiated with light > 370 nm. Results after photocatalytic treatment for 5 hours showed a reduction in cyanide species concentration from 8.93 mg L-1 total cyanide to 5.18 mg L-1 when treated with pure TiO2 and 0.19 mg L-1 when treated with O-Ni(15%)TiO2 (sample tested with 15% (mol/mol) Ni followed by heat treatment in oxidized atmosphere). Monitoring by gas chromatography with TCD and FID detectors enables detection of gas byproducts of degradation of cyanide species and organic materials, such as the presence of molecular hydrogen, ethylene and molecular nitrogen. Hydrogen production fluctuates in the range 2.0761 µmol g-1 h -1 using 15% (mol/mol) hydrogen-reduced Ni-doped TiO2 and 0.0985 µmol g-1.h-1 for titanium dioxide pure. There is already an ethylene production index in the range of 0.0667 to 1.029 µmol g-1.h-1, for nickel-doped materials in different tests and not detected in the production of this gas when TiO2 was used.Submitted by Luciana Silva (lucianassaraujo@ufba.br) on 2021-09-15T10:35:58Z No. of bitstreams: 1 TESE FINAL - KLEBSON SOUZA.pdf: 3090691 bytes, checksum: 1d6e4fb0cf661b9082dc2d7cfac1391e (MD5)Approved for entry into archive by Solange Rocha (soluny@gmail.com) on 2021-09-15T18:52:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE FINAL - KLEBSON SOUZA.pdf: 3090691 bytes, checksum: 1d6e4fb0cf661b9082dc2d7cfac1391e (MD5)Made available in DSpace on 2021-09-15T18:52:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE FINAL - KLEBSON SOUZA.pdf: 3090691 bytes, checksum: 1d6e4fb0cf661b9082dc2d7cfac1391e (MD5)Coordenação de aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Ciências Exatas e da TerraQuímicaÁgua de manipueiraFotocatáliseDióxido de titânioNíquelCianetoEtenoHidrogênioÁgua -- Poluição -- ManipueiraManipueira -- Aspectos ambientaisManipueira waterPhotocatalysisTitanium dioxideNickelCyanideEtheneHydrogenWater -- Pollution -- ManipueiraManipueira -- Environmental aspectsFotodegradação de espécies cianídricas em água de manipueira com produção simultânea de combustíveis empregando fotocatalisadores do tipo TiO2.Nix.NiOinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisUniversidade Federal da BahiaInstituto de Químicaem QuímicaUFBAbrasilinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFBAinstname:Universidade Federal da Bahia (UFBA)instacron:UFBAORIGINALTESE FINAL - KLEBSON SOUZA.pdfTESE FINAL - KLEBSON SOUZA.pdfapplication/pdf3090691https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/34248/1/TESE%20FINAL%20-%20KLEBSON%20SOUZA.pdf1d6e4fb0cf661b9082dc2d7cfac1391eMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1582https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/34248/2/license.txt907e2b7d511fb2c3e42dbdd41a6197c6MD52TEXTTESE FINAL - KLEBSON SOUZA.pdf.txtTESE FINAL - KLEBSON SOUZA.pdf.txtExtracted texttext/plain200276https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/34248/3/TESE%20FINAL%20-%20KLEBSON%20SOUZA.pdf.txt93488ac6f92dc5f197126181edcf537aMD53ri/342482022-07-05 14:04:00.032oai:repositorio.ufba.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://192.188.11.11:8080/oai/requestopendoar:19322022-07-05T17:04Repositório Institucional da UFBA - Universidade Federal da Bahia (UFBA)false
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Santos, Klebson Souza
Ciências Exatas e da Terra
Química
Água de manipueira
Fotocatálise
Dióxido de titânio
Níquel
Cianeto
Eteno
Hidrogênio
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Manipueira -- Aspectos ambientais
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Nickel
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