Fotocatálise heterogênea nas regiões do UV-Vis: preparação, caracterização e imobilização de fotocatalisadores de TiO₂/CuO e análise do processo de degradação do Remazol Black 5

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: MORATO CERVANTES, Javier
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
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Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/30891
Resumo: A industrialização e o crescimento populacional aumentaram consideravelmente a quantidade de compostos orgânicos poluentes presentes no meio ambiente. Uma das maiores indústrias responsáveis pela contaminação de recursos hídricos no Brasil é a indústria têxtil, devido ao uso de diferentes materiais utilizados para a confecção de roupas. Diante do exposto, este trabalho teve como objetivo principal o uso da fotocatálise heterogênea para degradar e/ou mineralizar um dos principais corantes têxteis, o remazol black 5 (RB5). Para tanto, foi utilizado nanoparticulas de TiO₂ e CuO/TiO₂. Entretanto, a utilização deste fotocatalisador apresenta algumas limitações: a fotoativação na região visível; e a dificuldade de recuperação destas nanopartículas ao final do processo. Visando superar esses problemas, foram analisados a impregnação de óxido de cobre sobre o TiO₂ e a imobilização destas nanoparticulas em suportes de Politereftalato de etileno (PET). Os fotocatalisadores a base de CuO/TiO₂ foram impregnados pelo método de impregnação incipiente. E a técnica de washcoating foi utilizada para impregnar as nanopartículas de TiO₂ sobre o PET. Além disso, também foi investigado o efeito da temperatura de calcinação do TiO₂ .Todos os fotocatalisadores foram caracterizados por análise termogravimétrica, espectrofotometria UV-vis – Reflectância Difusa, absorção atómica, difração de raios-X, adsorção e dessorção de nitrogênio e espectroscopia de Raman. Os testes de fotodegradação, com duração de 180 minutos com 30 minutos iniciais com ausência de luz, foram realizados com uma irradiação equivalente a 1 SOL, a concentração inicial do corante foi de 25ppm e pH ajustado a 4 no inicio da reação. Os testes de fotodegradação do RB5 foram analisados pelas técnicas de espectrometria de UV-Vis e Carbono Orgânico Total (COT). Obtendo degradações superiores ao 90% para o TiO₂ sem tratamento.
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Entretanto, a utilização deste fotocatalisador apresenta algumas limitações: a fotoativação na região visível; e a dificuldade de recuperação destas nanopartículas ao final do processo. Visando superar esses problemas, foram analisados a impregnação de óxido de cobre sobre o TiO₂ e a imobilização destas nanoparticulas em suportes de Politereftalato de etileno (PET). Os fotocatalisadores a base de CuO/TiO₂ foram impregnados pelo método de impregnação incipiente. E a técnica de washcoating foi utilizada para impregnar as nanopartículas de TiO₂ sobre o PET. Além disso, também foi investigado o efeito da temperatura de calcinação do TiO₂ .Todos os fotocatalisadores foram caracterizados por análise termogravimétrica, espectrofotometria UV-vis – Reflectância Difusa, absorção atómica, difração de raios-X, adsorção e dessorção de nitrogênio e espectroscopia de Raman. Os testes de fotodegradação, com duração de 180 minutos com 30 minutos iniciais com ausência de luz, foram realizados com uma irradiação equivalente a 1 SOL, a concentração inicial do corante foi de 25ppm e pH ajustado a 4 no inicio da reação. Os testes de fotodegradação do RB5 foram analisados pelas técnicas de espectrometria de UV-Vis e Carbono Orgânico Total (COT). Obtendo degradações superiores ao 90% para o TiO₂ sem tratamento.Erasmus MundusIndustrialization and population growth have greatly increased the amount of organic pollutants in the environment. One of the largest industries responsible for the contamination of water resources in Brazil is the textile industry, this is due to the use of different materials used to make clothes. In view of the above, this work had as main objective the use of heterogeneous photocatalysis to degrade and / or mineralize one of the main textile dye, remazol black 5 (RB5). For this, nanoparticles of TiO₂ and CuO / TiO₂ were used. However, the use of this photocatalyst has some limitations: photoactivation in the visible region; and the difficulty of recovering these nanoparticles at the end of the process. Aiming to overcome these problems, some of the specific objectives were the impregnation of copper oxide on the TiO₂ and immobilization of these nanoparticles in polyethylene terephthalate (PET) substrates. The CuO / TiO₂ based photocatalysts were impregnated by the incipient impregnation method. And the washcoating technique was used to impregnate the TiO₂ nanoparticles on PET. In addition, the effect of the calcination temperature of TiO₂ was also investigated. All photocatalysts were characterized by thermogravimetric analysis, UV-vis spectrophotometry, diffuse reflectance, atomic absorption, X-ray diffraction, nitrogen adsorption and desorption and Raman spectroscopy. The photodegradation tests has a duration of 180 minutes with initial 30 minutes with absence of light, were performed with an irradiation equivalent to 1 SOL, the initial concentration of the dye was 25ppm and pH adjusted to 4 at the beginning of the reaction. The RB5 photodegradation tests were analyzed by UV-Vis and Total Organic Carbon (TOC) spectrometry techniques. Degradations above 90% were obtained for untreated TiO₂.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia QuimicaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia QuímicaTiO₂Óxido de cobreRB5FotodegradaçãoUV-VisPETFotocatálise heterogênea nas regiões do UV-Vis: preparação, caracterização e imobilização de fotocatalisadores de TiO₂/CuO e análise do processo de degradação do Remazol Black 5info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETHUMBNAILDISSERTAÇÂO Javier Morato Cervantes.pdf.jpgDISSERTAÇÂO Javier Morato Cervantes.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1314https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/30891/5/DISSERTA%c3%87%c3%82O%20Javier%20Morato%20Cervantes.pdf.jpg6d7e5cb2c31973c5bca9cb4113096c0fMD55ORIGINALDISSERTAÇÂO Javier Morato Cervantes.pdfDISSERTAÇÂO Javier Morato Cervantes.pdfapplication/pdf2930590https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/30891/1/DISSERTA%c3%87%c3%82O%20Javier%20Morato%20Cervantes.pdf3d9f6a94cafda9fe84cdb69808422848MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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