Tratamento fotocatalítico de efluente têxtil empregando TiO2 em pó e suportado
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Data de Publicação: | 2011 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/9181 |
Resumo: | A indústria têxtil é uma das responsáveis pela poluição ambiental, devido ao grande volume de efluente gerado em seus processos, geralmente liberado no meio ambiente, muitas vezes através de esgotos e redes fluviais. Este efluente é caracteristicamente colorido, de composição complexa e recalcitrante, o que compromete a vida aquática e a saúde pública. Neste trabalho foi proposta uma alternativa para tratamento deste efluente baseado em Processos Oxidativos Avançados (POA). Foi avaliada a eficiência da fotocatálise que utiliza o TiO2 como catalisador e ativação por meio de uma fonte luminosa (radiação solar ou artificial). Visando facilitar a aplicação desta técnica em situações reais (indústrias), propôs-se a impregnação do catalisador em um suporte inerte, que facilitaria a manipulação, recuperação após o uso e reutilização no processo. Assim, o objetivo do trabalho foi estudar a fotodegradação de efluentes têxteis mediada por TiO2, avaliar a utilização do catalisador imobilizado em cerâmicas porosas reticuladas (CPRs) e seu reuso, por fim estudar o efeito da orientação do catalisador como filmes finos na fotodegradação, no intuito de melhorar a eficiência e ajudar a compreender o processo fotocatalítico. Para comprovação da viabilidade do sistema utilizado, avaliou-se a fotodegradação do corante têxtil Remazol Amarelo Ouro RNL (RGY), posteriormente, de uma mistura de três corantes (o referido corante, o Remazol Vermelho RB 133% (RR) e o Remazol Preto B 133% (RB)), e, por fim, de um efluente real oriundo de uma indústria têxtil localizada no município de Caruaru. Inicialmente, o sistema foi explorado por meio de um planejamento fatorial fracionário (pH, tipo de radiação, concentração do catalisador e tempo de exposição a radiação), para averiguar as condições fotocatalíticas utilizando o catalisador em dispersão seguida da otimização, para posteriormente empregá-lo imobilizado nas CPRs. Como resultado destaca-se a obtenção de 100% na descoloração do RGY, observada através da absorbância medida no UV-Vis, e 89% na degradação, medida por meio de determinação de COT, com o uso de radiação solar sem necessidade de ajuste de pH. Resultado similar foi alcançado com o uso do catalisador imobilizado nas CPRs por meio da suspensão. O teste de reutilização do catalisador imobilizado mostrou a possibilidade de, no mínimo, 10 usos de uma mesma CPR sem comprometer a eficiência fotocatalítica. Para o efluente sintético (mistura de três corantes) também foi encontrado resultado satisfatório, com total descoloração e degradação de 73%, medido através da Demanda Química de Oxigênio (DQO) (7h sob radiação UV-C, pH 6, CPR impregnada através da suspensão). Apesar de ter sido observado pequena descoloração para o efluente real, obteve-se 73% de redução da DQO. Este resultado é significativamente superior ao encontrado pelo uso do tratamento convencional adotado (18% de redução na DQO). O conjunto de resultados obtidos mostra a elevada eficiência da técnica e apontam para a sua viabilidade no tratamento de efluente têxtil. Quanto ao TiO2 imobilizado na forma de filmes finos, filmes epitaxiais foram obtidos com diversas orientações: anatase nos planos de crescimento (001) e (100); misturas das duas formas alotrópica (anatase e rutilo) e rutilo no plano (101) e (001). Destes apenas os filmes que apresentaram anatase foram testados para a fotodegradação do corante RGY (3h sob radiação UV-C). Foi observado que diversos parâmetros influenciaram na atividade fotocatalítica: proporção das fases anatase/rutilo, morfologia e rugosidade. Mas pode-se observar que o plano de crescimento de cristal para anatase (100) mostrou melhor desempenho na fotodegradação da solução, 58% na descoloração e 70% na degradação (medido através da absorbância em 240 nm) |
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SILVA, Vanessa Farias daSILVA, Valdinete Lins da2014-06-12T23:13:31Z2014-06-12T23:13:31Z2011-01-31Farias da Silva, Vanessa; Lins da Silva, Valdinete. Tratamento fotocatalítico de efluente têxtil empregando TiO2 em pó e suportado. 2011. Tese (Doutorado). Programa de Pós-Graduação em Química, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2011.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/9181A indústria têxtil é uma das responsáveis pela poluição ambiental, devido ao grande volume de efluente gerado em seus processos, geralmente liberado no meio ambiente, muitas vezes através de esgotos e redes fluviais. Este efluente é caracteristicamente colorido, de composição complexa e recalcitrante, o que compromete a vida aquática e a saúde pública. Neste trabalho foi proposta uma alternativa para tratamento deste efluente baseado em Processos Oxidativos Avançados (POA). Foi avaliada a eficiência da fotocatálise que utiliza o TiO2 como catalisador e ativação por meio de uma fonte luminosa (radiação solar ou artificial). Visando facilitar a aplicação desta técnica em situações reais (indústrias), propôs-se a impregnação do catalisador em um suporte inerte, que facilitaria a manipulação, recuperação após o uso e reutilização no processo. Assim, o objetivo do trabalho foi estudar a fotodegradação de efluentes têxteis mediada por TiO2, avaliar a utilização do catalisador imobilizado em cerâmicas porosas reticuladas (CPRs) e seu reuso, por fim estudar o efeito da orientação do catalisador como filmes finos na fotodegradação, no intuito de melhorar a eficiência e ajudar a compreender o processo fotocatalítico. 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Resultado similar foi alcançado com o uso do catalisador imobilizado nas CPRs por meio da suspensão. O teste de reutilização do catalisador imobilizado mostrou a possibilidade de, no mínimo, 10 usos de uma mesma CPR sem comprometer a eficiência fotocatalítica. Para o efluente sintético (mistura de três corantes) também foi encontrado resultado satisfatório, com total descoloração e degradação de 73%, medido através da Demanda Química de Oxigênio (DQO) (7h sob radiação UV-C, pH 6, CPR impregnada através da suspensão). Apesar de ter sido observado pequena descoloração para o efluente real, obteve-se 73% de redução da DQO. Este resultado é significativamente superior ao encontrado pelo uso do tratamento convencional adotado (18% de redução na DQO). O conjunto de resultados obtidos mostra a elevada eficiência da técnica e apontam para a sua viabilidade no tratamento de efluente têxtil. Quanto ao TiO2 imobilizado na forma de filmes finos, filmes epitaxiais foram obtidos com diversas orientações: anatase nos planos de crescimento (001) e (100); misturas das duas formas alotrópica (anatase e rutilo) e rutilo no plano (101) e (001). Destes apenas os filmes que apresentaram anatase foram testados para a fotodegradação do corante RGY (3h sob radiação UV-C). Foi observado que diversos parâmetros influenciaram na atividade fotocatalítica: proporção das fases anatase/rutilo, morfologia e rugosidade. Mas pode-se observar que o plano de crescimento de cristal para anatase (100) mostrou melhor desempenho na fotodegradação da solução, 58% na descoloração e 70% na degradação (medido através da absorbância em 240 nm)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoporUniversidade Federal de PernambucoAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessResíduos industriaisEfluente têxtilCatalisador imobilizadoFotodegradação.Tratamento fotocatalítico de efluente têxtil empregando TiO2 em pó e suportadoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETHUMBNAILarquivo2848_1.pdf.jpgarquivo2848_1.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1649https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/9181/4/arquivo2848_1.pdf.jpgf0e65c3fd9b3f9f48fe0c25034ad7132MD54ORIGINALarquivo2848_1.pdfapplication/pdf5615446https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/9181/1/arquivo2848_1.pdf23347ed08820b3a45fca7f65196b0836MD51LICENSElicense.txttext/plain1748https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/9181/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52TEXTarquivo2848_1.pdf.txtarquivo2848_1.pdf.txtExtracted texttext/plain351384https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/9181/3/arquivo2848_1.pdf.txt6a7a33bfca67d6f8195a3d93943fe87bMD53123456789/91812019-10-25 03:43:38.691oai:repositorio.ufpe.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212019-10-25T06:43:38Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false |
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