Transformação de solo rico em ferro para aplicação em reações de interesse ambiental

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Resende, Júlia Alvarenga
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFLA
Texto Completo: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/49030
Resumo: Iron oxides of natural origin have been used in environmental and industrial remediation because they have different characteristics, ranging from their source in the earth's crust to their application in reactions. In this work, the soil sample (plintossolo type) was modified by heat treatment in the presence of H2 or charcoal at different temperatures (300, 400, 500 and 800 °C) for 1 h. The materials obtained were characterized and used in three types of reactions: (i) heterogeneous Fenton reactions for the degradation of the black textile dye remazol (PR) and hydrogen peroxide decomposition, (ii) Photo-Fenton reactions for the degradation of PR and (iii) reduction of Cr+6 to Cr+3. The results obtained in X-ray diffractograms (XRD) allowed to identify the following phases of iron oxides in the soil sample without heat treatment: gibbsite, goethite, hematite, magnetite and quartz. In the treated soil samples, the signals referring to goethite and hematite decrease in intensity, since with the increase in temperature there is the appearance of the magnetite phase, as well as the formation of metallic iron. Infrared (IR) spectra identified vibrations related to goethite, hydroxyls linked to metallic oxides and also the presence of silicon oxide. Thermogravimetric analysis (TG) shows mass loss events due to sample dehydration, dehydroxylation of goethite forming hematite, oxidation of carbon present in the sample, oxidation of magnetite forming hematite and a mass gain also confirms the presence of magnetite and metallic iron. In Scanning Electron Microscopy (SEM) a similar morphology was observed between the samples, presenting irregular surfaces with formation of agglomerates and by energy dispersive spectroscopy (EDS) they were found in the samples basically iron, oxygen, aluminum and silicon. In heterogeneous Fenton reactions, S-A300 was better in PR degradation, about 61%, which may be related to the formation of the Fe3O4 phase. Photolysis Reactions of H2O2 and Photo-Fenton were compared, as the concentration of hydrogen peroxide was increased, Photolysis presented better or similar results to Photo-Fenton, showing that the PR discoloration is due to the Photolysis reaction. The S-A800 was chosen to reduce the Cr+6 and within 30 minutes of reaction, it was able to degradation all the Cr+6 from the solution.
id UFLA_e71519e28faa21bb11691ba57d166d62
oai_identifier_str oai:localhost:1/49030
network_acronym_str UFLA
network_name_str Repositório Institucional da UFLA
repository_id_str
spelling Transformação de solo rico em ferro para aplicação em reações de interesse ambientalTransformation of rich soil and iron for application in reactions of environmental interestÓxido de ferroFenton heterogêneoFoto-FentonCorante têxtilCromoIron oxideChromiumHeterogeneous FentonPhoto-FentonTextile dyeQuímicaIron oxides of natural origin have been used in environmental and industrial remediation because they have different characteristics, ranging from their source in the earth's crust to their application in reactions. In this work, the soil sample (plintossolo type) was modified by heat treatment in the presence of H2 or charcoal at different temperatures (300, 400, 500 and 800 °C) for 1 h. The materials obtained were characterized and used in three types of reactions: (i) heterogeneous Fenton reactions for the degradation of the black textile dye remazol (PR) and hydrogen peroxide decomposition, (ii) Photo-Fenton reactions for the degradation of PR and (iii) reduction of Cr+6 to Cr+3. The results obtained in X-ray diffractograms (XRD) allowed to identify the following phases of iron oxides in the soil sample without heat treatment: gibbsite, goethite, hematite, magnetite and quartz. In the treated soil samples, the signals referring to goethite and hematite decrease in intensity, since with the increase in temperature there is the appearance of the magnetite phase, as well as the formation of metallic iron. Infrared (IR) spectra identified vibrations related to goethite, hydroxyls linked to metallic oxides and also the presence of silicon oxide. Thermogravimetric analysis (TG) shows mass loss events due to sample dehydration, dehydroxylation of goethite forming hematite, oxidation of carbon present in the sample, oxidation of magnetite forming hematite and a mass gain also confirms the presence of magnetite and metallic iron. In Scanning Electron Microscopy (SEM) a similar morphology was observed between the samples, presenting irregular surfaces with formation of agglomerates and by energy dispersive spectroscopy (EDS) they were found in the samples basically iron, oxygen, aluminum and silicon. In heterogeneous Fenton reactions, S-A300 was better in PR degradation, about 61%, which may be related to the formation of the Fe3O4 phase. Photolysis Reactions of H2O2 and Photo-Fenton were compared, as the concentration of hydrogen peroxide was increased, Photolysis presented better or similar results to Photo-Fenton, showing that the PR discoloration is due to the Photolysis reaction. The S-A800 was chosen to reduce the Cr+6 and within 30 minutes of reaction, it was able to degradation all the Cr+6 from the solution.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Os óxidos de ferro de origem natural têm sido utilizados na remediação ambiental e industrial por apresentarem características diversas que vão desde a sua abundância na crosta terrestre até sua aplicação em inúmeras reações. Neste trabalho, a amostra de solo (tipo plintossolo) foi modificada por tratamento térmico, na presença de H2 ou carvão, em diferentes temperaturas (300, 400, 500 e 800 °C) durante 1 h. Os materiais obtidos foram caracterizados e utilizados em três tipos de reações: (i) reações Fenton heterogêneo para a degradação do corante têxtil preto remazol (PR) e decomposição do peróxido de hidrogênio, (ii) reações Foto-Fenton para a degradação do PR e (iii) redução de Cr+6 para Cr+3. Os resultados obtidos nos difratogramas de raios-X (DRX) permitiram identificar as seguintes fases de óxidos de ferro na amostra de solo sem tratamento térmico: gibbsita, goethita, hematita, magnetita e quartzo. Nas amostras de solo tratadas, os sinais referentes à goethita e hematita diminuem de intensidade, visto que com o aumento de temperatura, tem-se o aparecimento da fase de magnetita, bem como, a formação de ferro metálico. Os espectros de infravermelho (IV) identificaram vibrações referentes à goethita, hidroxilas ligadas à óxidos metálicos e também a presença de óxido de silício. A análise termogravimétrica (TG) mostra eventos de perdas de massa devido a desidratação da amostra, desidroxilação da goethita formando a hematita, oxidação do carbono presente na amostra, oxidação da magnetita formando hematita e um ganho de massa também confirma a presença de magnetita e ferro metálico. Na microscopia eletrônica de varredura (MEV) observou-se uma morfologia semelhante entre as amostras, apresentando superfícies irregulares e com formação de aglomerados e pela espectroscopia de energia dispersiva (EDS) foram encontradas nas amostras basicamente ferro, oxigênio, alumínio e silício. Nas reações de Fenton heterogêneo, o S-A300 mostrou-se melhor na degradação do PR, cerca de 61%, que pode estar relacionada a formação da fase Fe3O4 e das vacâncias de oxigênio. Reações de Fotólise do H2O2 e Foto-Fenton foram comparadas, à medida que se aumentou a concentração de peróxido de hidrogênio a Fotólise apresentou resultado melhor ou semelhante a Foto-Fenton, mostrando que a descoloração do PR se deve a reação de Fotólise. O S-A800 foi escolhido para reduzir o Cr+6 e, em 30 minutos de reação, sendo capaz de degradar todo o Cr+6 da solução.Universidade Federal de LavrasPrograma de Pós-Graduação em AgroquímicaUFLAbrasilDepartamento de QuímicaMagalhães, FabianoChagas, Pricila Maria BatistaLeal Neto, JonasTorres, Juliana ArrielResende, Júlia Alvarenga2022-01-26T18:44:44Z2022-01-26T18:44:44Z2022-01-262021-11-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfRESENDE, J. A. Transformação de solo rico em ferro para aplicação em reações de interesse ambiental. 2021. 62 p. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/49030porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFLAinstname:Universidade Federal de Lavras (UFLA)instacron:UFLA2022-01-26T18:44:45Zoai:localhost:1/49030Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufla.br/oai/requestnivaldo@ufla.br || repositorio.biblioteca@ufla.bropendoar:2022-01-26T18:44:45Repositório Institucional da UFLA - Universidade Federal de Lavras (UFLA)false
dc.title.none.fl_str_mv Transformação de solo rico em ferro para aplicação em reações de interesse ambiental
Transformation of rich soil and iron for application in reactions of environmental interest
title Transformação de solo rico em ferro para aplicação em reações de interesse ambiental
spellingShingle Transformação de solo rico em ferro para aplicação em reações de interesse ambiental
Resende, Júlia Alvarenga
Óxido de ferro
Fenton heterogêneo
Foto-Fenton
Corante têxtil
Cromo
Iron oxide
Chromium
Heterogeneous Fenton
Photo-Fenton
Textile dye
Química
title_short Transformação de solo rico em ferro para aplicação em reações de interesse ambiental
title_full Transformação de solo rico em ferro para aplicação em reações de interesse ambiental
title_fullStr Transformação de solo rico em ferro para aplicação em reações de interesse ambiental
title_full_unstemmed Transformação de solo rico em ferro para aplicação em reações de interesse ambiental
title_sort Transformação de solo rico em ferro para aplicação em reações de interesse ambiental
author Resende, Júlia Alvarenga
author_facet Resende, Júlia Alvarenga
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Magalhães, Fabiano
Chagas, Pricila Maria Batista
Leal Neto, Jonas
Torres, Juliana Arriel
dc.contributor.author.fl_str_mv Resende, Júlia Alvarenga
dc.subject.por.fl_str_mv Óxido de ferro
Fenton heterogêneo
Foto-Fenton
Corante têxtil
Cromo
Iron oxide
Chromium
Heterogeneous Fenton
Photo-Fenton
Textile dye
Química
topic Óxido de ferro
Fenton heterogêneo
Foto-Fenton
Corante têxtil
Cromo
Iron oxide
Chromium
Heterogeneous Fenton
Photo-Fenton
Textile dye
Química
description Iron oxides of natural origin have been used in environmental and industrial remediation because they have different characteristics, ranging from their source in the earth's crust to their application in reactions. In this work, the soil sample (plintossolo type) was modified by heat treatment in the presence of H2 or charcoal at different temperatures (300, 400, 500 and 800 °C) for 1 h. The materials obtained were characterized and used in three types of reactions: (i) heterogeneous Fenton reactions for the degradation of the black textile dye remazol (PR) and hydrogen peroxide decomposition, (ii) Photo-Fenton reactions for the degradation of PR and (iii) reduction of Cr+6 to Cr+3. The results obtained in X-ray diffractograms (XRD) allowed to identify the following phases of iron oxides in the soil sample without heat treatment: gibbsite, goethite, hematite, magnetite and quartz. In the treated soil samples, the signals referring to goethite and hematite decrease in intensity, since with the increase in temperature there is the appearance of the magnetite phase, as well as the formation of metallic iron. Infrared (IR) spectra identified vibrations related to goethite, hydroxyls linked to metallic oxides and also the presence of silicon oxide. Thermogravimetric analysis (TG) shows mass loss events due to sample dehydration, dehydroxylation of goethite forming hematite, oxidation of carbon present in the sample, oxidation of magnetite forming hematite and a mass gain also confirms the presence of magnetite and metallic iron. In Scanning Electron Microscopy (SEM) a similar morphology was observed between the samples, presenting irregular surfaces with formation of agglomerates and by energy dispersive spectroscopy (EDS) they were found in the samples basically iron, oxygen, aluminum and silicon. In heterogeneous Fenton reactions, S-A300 was better in PR degradation, about 61%, which may be related to the formation of the Fe3O4 phase. Photolysis Reactions of H2O2 and Photo-Fenton were compared, as the concentration of hydrogen peroxide was increased, Photolysis presented better or similar results to Photo-Fenton, showing that the PR discoloration is due to the Photolysis reaction. The S-A800 was chosen to reduce the Cr+6 and within 30 minutes of reaction, it was able to degradation all the Cr+6 from the solution.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-11-26
2022-01-26T18:44:44Z
2022-01-26T18:44:44Z
2022-01-26
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv RESENDE, J. A. Transformação de solo rico em ferro para aplicação em reações de interesse ambiental. 2021. 62 p. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.
http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/49030
identifier_str_mv RESENDE, J. A. Transformação de solo rico em ferro para aplicação em reações de interesse ambiental. 2021. 62 p. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.
url http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/49030
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Lavras
Programa de Pós-Graduação em Agroquímica
UFLA
brasil
Departamento de Química
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Lavras
Programa de Pós-Graduação em Agroquímica
UFLA
brasil
Departamento de Química
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFLA
instname:Universidade Federal de Lavras (UFLA)
instacron:UFLA
instname_str Universidade Federal de Lavras (UFLA)
instacron_str UFLA
institution UFLA
reponame_str Repositório Institucional da UFLA
collection Repositório Institucional da UFLA
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFLA - Universidade Federal de Lavras (UFLA)
repository.mail.fl_str_mv nivaldo@ufla.br || repositorio.biblioteca@ufla.br
_version_ 1784550026715856896