Síntese dos nanocompósitos suportados de TiO2 com Polianilina para fotodegradação de corantes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: OLIVEIRA, Luana Beatriz Correia de
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
dARK ID: ark:/64986/001300000c8k6
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/46158
Resumo: MELO JUNIOR, Mauricio também é conhecido em citações bibliográficas por: MELO JUNIOR, Mauricio Alves de.
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Dentre os processos aplicáveis ao tratamento de efluentes, a fotocatálise heterogênea tem se mostrado apta para a descontaminação destes efluentes em razão da eficiência e facilidade operacional. O objetivo deste trabalho foi estudar a síntese de um fotocatalisador constituído por nanotubos de dióxido de titânio (TiO2) sensibilizados por um filme polimérico de polianilina (TiO2@Pani) para aplicação na fotodegradação de um corante modelo (azul de metileno). A matriz nanotubular contendo nanotubos de TiO2 foi obtida via anodização de chapas de titânio, as quais foram posteriormente tratadas termicamente a 400 °C por 3 h em mufla, permitindo a obtenção da fase cristalina anatase. Posteriormente foi realizada a eletropolimerização in situ da anilina sob a matriz nanotubular para obtenção do filme de polianilina. Foram avaliados os efeitos do pré-tratamento da matriz na polimerização e da concentração de anilina (0,01 à 0,5 mol. L-1) no eletrólito durante a síntese. A etapa de pré-tratamento foi indispensável para a síntese da polianilina, visto que a matriz nanotubular atuou como uma camada de óxido estruturado. Em se tratando do efeito da concentração de anilina, em concentrações muito altas (acima de 0,5 mol. L-1) não foi possível realizar o controle da espessura do filme polimérico. Entretanto, para concentrações muito baixas (0,01 mol. L-1) o processo não ocorreu devido ao gradiente de cargas existente entre o ácido sulfúrico presente no eletrólito e a anilina. O melhor controle de espessura do filme foi obtido na concentração de 0,025 mol. L-1 de anilina. A aplicação de TiO2@Pani promoveu aproximadamente 66% de remoção do corante contra 62% da amostra contendo apenas nanotubos de TiO2. Isso indica que a inserção da polianilina no compósito melhorou a atividade fotocatalítica do TiO2, o que pode ser explicado pela sinergia entre o TiO2 e a polianilina no material produzido. Entretanto, o resultado obtido não é estatisticamente significativo. Deste modo, os resultados mostraram que, para que o nanocompósito estudado favoreça a fotodegradação de corantes, é necessária a formação de camadas ultrafinas de polianilina que não interfiram na absorção de luz pela matriz de TiO2 e na difusão dos portadores de carga fotogerados para a interface sólido/líquido, onde as reações redox ocorrem.CNPqThe inappropriate discharge of textile industrial effluents loaded with toxic dyes has been yet one of main sources of contamination of water bodies. So, to develop appropriate technologies for the application in the treatment of these effluents is extremely essential. Among the processes applicable to the effluents treatment, the heterogeneous photocatalysis had shown acceptable for the decontamination of these effluents due to efficiency and ease of operation. The aim of this work was to study the synthesis of one photocatalyst containing dioxide titanium (TiO2) nanotubes sensibilized with a polymeric film of polyaniline (TiO2@Pani) for the application in the photodegradation of one model dye (methylene blue). The nanotubular matrix containing TiO2 nanotubes was obtained by anodization of titanium plates which were posteriorly annealing at 400 oC for 3 h at oven, enabling the crystalline phase anatase. After this was performed electrodeposition of the aniline in situ under the nanotular matrix to obtain the polyaniline film. The effects of pre-treatment of the matrix in the polymerization and the anilline concentration (0.01 to 0.5 mol. L-1) in the electrolyte during the synthesis were evaluated. The pretreatment step was imperative for the synthesis of the polyaniline, once the nanotubular matrix acting as an oxide layer structure in the nanotubular shape. For the effect of the aniline concentration, in higher concentrations (above 0.5 mol. L-1) it was not possible to perform the control of polymeric film thickness. However, for lower concentrations (0.01 mol. L-1) the process did not occur due to the charge gradient between the sulfuric acid and aniline in the electrolyte. The better control of the film thickness was obtained in the concentration of 0.025 mol. L -1 of aniline. The application of TiO2@Pani promoted approximately 66% of dye removal versus 62 % of the sample containing only TiO2 nanotubes. This shows that the inclusion of the polyaniline in the composite improved the photocatalytic activity of the TiO2, which can be explained by synergy between the TiO2 and the polyaniline in the material produced. However, the result obtained is not statistically significant. Thus, the results shows, for the studied nanocomposite to favor the photodegradation of dyes, it is necessary to form ultrathin layers of polyaniline that do not interfere with the absorption of light by the TiO2 matrix and the diffusion of photogenerated charge carriers to the interface. solid/liquid, where redox reactions take place.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em QuimicaUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessFísico-QuímicaNanotubosDióxido de titânoFotocatáliseEletropolimerizaçãoSíntese dos nanocompósitos suportados de TiO2 com Polianilina para fotodegradação de corantesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO Luana Beatriz Correia de Oliveira.pdfDISSERTAÇÃO Luana Beatriz Correia de Oliveira.pdfapplication/pdf2419236https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46158/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Luana%20Beatriz%20Correia%20de%20Oliveira.pdf0ceef876a7e8876659dc49a83f118af3MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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