Degradação oxidativa de compostos orgânicos em meio aquoso por via catalítica heterogênia com magnetita e goethita dopadas com nióbio 

• Autor(a) principal: Diana Quintao Lima de Oliveira
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-8MYRDD
• topic: Degradação de compostos orgânicos; catálise heterogênia; goethita; nióbio; oxidação; magnetita; Niobio; Físico-química; Catálise; Oxido de ferro; Oxidação; Química

Este trabalho foi dividido em duas partes essenciais: (i) síntese, caracterização e avaliação das propriedades catalíticas de goethitas dopadas com nióbio e (ii) transformação via redução química com hidrogênio gasoso, das goethitas dopadas ([alfa][FeIND.1-x][NbIND.x]OOH), para a obtenção das magnetitas dopadas com nióbio (([FePOT.2+], [FePOT.3+) [IND.3-x] [NbIND.x][OIND.4] ) correspondentes. Os óxidos de ferro magnéticos isoestruturais ao espinélio, como a magnetita, apresentam algumas propriedades interessantes, tal como a ocorrência estrutural simultânea de Fe2+ e Fe3+, que são primordialmente consideradas promotoras da eficiência catalítica, em processos redoxes. As amostras dos catalisadores sólidos preparados neste trabalho foram testadas na oxidação de compostos orgânicos em meio aquoso, empregando-se, como substratos, os corantes orgânicos azul de metileno e rodamina B, para servirem de modelos moleculares de substâncias poluentes. As amostras de Nb-magnetita, e das Nb-goethita precursoras, foram caracterizadas e testadas em reações oxidativas de substratos orgânicos, em meio aquoso. As caracterizações físico-químicas e das propriedades estruturais dos materiais permitiram a identificação dos principais compostos de ferro formados. Verificou-se a formação de óxidos com promissoras propriedades catalíticas. Os resultados revelaram comportamentos diferenciados: para a reação de oxidação do substrato constituído de azul de metileno na presença de peróxido de hidrogênio, em meio aquoso, as goethitas contendo nióbio foram quimicamente mais efetivas, comparativamente às magnetitas correspondentes e levaram a, aproximadamente, 90% de descoloração da solução inicial. A busca experimental de elucidação dos mecanismos químicos, fundamentada na identificação da natureza dos intermediários, formados durante a oxidação do corante orgânico, por espectrometria de massas, com injeção por electrospray, levou a importantes evidências sobre etapas catalíticas envolvidas no processo oxidativo. A presença de Nb na estrutura aumenta a eficiência catalítica da goethita, na oxidação de compostos orgânicos, por um mecanismo que envolve a formação de espécies peroxo com o nióbio, de forte caráter oxidante, na superfície dos grãos. Essas espécies oxidantes geradas in situ podem ainda ser regeneradas, por ação do peróxido de hidrogênio, adicionado ao meio reacional