Síntese e caracterização de formas modificadas de ZnO e avaliação da atividade fotocatalítica frente a contaminantes emergentes em solução aquosa

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Tschöke, Luigy Gustavo
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/90033
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Patricio Guillermo Peralta-Zamora
id UFPR_fd4940dd179a05965a5ed2d0c7de820d
oai_identifier_str oai:acervodigital.ufpr.br:1884/90033
network_acronym_str UFPR
network_name_str Repositório Institucional da UFPR
repository_id_str 308
spelling Monteiro, João Frederico Haas LeandroUniversidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em QuímicaPeralta Zamora, Patricio Guillermo, 1962-Tschöke, Luigy Gustavo2024-10-07T19:47:37Z2024-10-07T19:47:37Z2024https://hdl.handle.net/1884/90033Orientador: Prof. Dr. Patricio Guillermo Peralta-ZamoraCoorientador: Dr. João Frederico Haas Leandro MonteiroDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa : Curitiba, 29/07/2024Inclui referênciasResumo: Contaminantes de Preocupação Emergente (CPEs) são substâncias químicas identificadas como potenciais ameaças ao meio ambiente e à saúde pública, incluindo produtos farmacêuticos, produtos de cuidado pessoal, hormônios, pesticidas, resíduos industriais e outros compostos cotidianos. Esses contaminantes não monitorados tradicionalmente em programas de controle de qualidade da água e não são totalmente removidos por processos convencionais de tratamento de água e esgoto. Mesmo em baixas concentrações, esses contaminantes podem ter efeitos adversos devido à sua persistência, capacidade de bioacumulação e, principalmente, por interferirem no sistema endócrino. Deste modo, neste trabalho investigou-se a dopagem de um semicondutor clássico, o ZnO, com metais de transição (Mn, Cu e Co) em três concentrações diferentes (1%, 5% e 10%), visando sua aplicação na degradação de CPEs por fotocatálise heterogênea, utilizando radiação solar e/ou visível de baixa potência. Os nanomateriais foram sintetizados por precipitação química, uma metodologia simples, versátil e econômica, permitindo a obtenção de formas modificadas de ZnO em meio aquoso e a baixa temperatura. Os materiais foram caracterizados por técnicas como Difração de Raios X, Raman, FTIR, FEG-EDS, BET, UV-vis DRS e Fotoluminescência, e submetidos a testes de degradação utilizando fenol como poluente modelo. Avaliou-se o efeito da dopagem na eficiência de degradação sob luz visível e solar, bem como a participação de espécies radicalares além do radical hidroxila (?OH) na fotocatálise. Foram analisados os subprodutos da degradação do fenol por cromatografia em fase líquida e fenóis totais. O material de melhor desempenho (ZnO-Cu 5%) foi selecionado para estudos de degradação de CPEs, realizados em água de abastecimento e esgoto sintético, focando-se na classe de pesticidas. Desenvolveuse um método cromatográfico otimizado, em HPLC-DAD, para análise de 2,4-D, alacloro, atrazina, carbendazim, diuron, fipronil, pendimetalina, piraclostrobina, simazina, e ?-cialotrina. Os resultados de degradação obtidos foram superiores aos encontrados na literatura, com a degradação de 100% dos analitos 2,4-D, alacloro, atrazina, simazina, diuron e carbendazim na água de abastecimento (os demais analitos tiveram solubilidade inferior ao LOQ da técnica empregada) e observou-se uma interferência dos componentes do esgoto sintético resultando na redução das taxas de degradação.Abstract: Contaminants of Emerging Concern (CECs) are chemical substances identified as potential threats to the environment and public health, including pharmaceuticals, personal care products, hormones, pesticides, industrial residues, and other everyday compounds. These contaminants are not traditionally monitored in water quality control programs and are not completely removed by conventional water and wastewater treatment processes. Even at low concentrations, these contaminants can have adverse effects due to their persistence, bioaccumulation potential, and particularly their interference with the endocrine system. Thus, this work investigated the doping of a classical semiconductor, ZnO, with transition metals (Mn, Cu, and Co) in three different concentrations (1%, 5%, and 10%), aiming at their application in the degradation of CECs by heterogeneous photocatalysis using low-power visible and/or solar radiation. The nanomaterials were synthesized by chemical precipitation, a simple, versatile, and economical methodology that allowed the preparation of modified ZnO forms in an aqueous medium and at low temperature. The materials were characterized by techniques such as X-ray Diffraction, Raman, FTIR, FEG-EDS, BET, UV-vis DRS, and Photoluminescence, and subjected to degradation tests using phenol as a model pollutant. The effect of doping on degradation efficiency under visible and solar light was evaluated, as well as the participation of radical species other than hydroxyl radicals (?OH) in the photocatalysis. The degradation byproducts of phenol were analyzed using liquid chromatography and total phenols. The best-performing material (ZnO-Cu 5%) was selected for CECs degradation studies, conducted in drinking water and synthetic wastewater matrices, focusing on the pesticide class. An optimized chromatographic method, by HPLC-DAD, was developed for the analysis of 2,4-D, alachlor, atrazine, carbendazim, diuron, fipronil, pendimethalin, pyraclostrobin, simazine, and ?- cyhalothrin. The degradation results obtained were superior to those found in the literature, with 100% degradation of the analytes 2,4-D, alachlor, atrazine, simazine, diuron, and carbendazim in drinking water (the remaining analytes had solubility below the LOQ of the technique used), and interference from synthetic wastewater components was observed, resulting in reduced degradation rates.1 recurso online : PDF.application/pdfPesticidasFotocatáliseQuímicaSíntese e caracterização de formas modificadas de ZnO e avaliação da atividade fotocatalítica frente a contaminantes emergentes em solução aquosainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - LUIGY GUSTAVO TSCHOKE.pdfapplication/pdf8413184https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/90033/1/R%20-%20D%20-%20LUIGY%20GUSTAVO%20TSCHOKE.pdf57e9977e8bb1c12a73a8a0e8cbb40a4aMD51open access1884/900332024-10-07 16:47:37.3open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/90033Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-10-07T19:47:37Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Síntese e caracterização de formas modificadas de ZnO e avaliação da atividade fotocatalítica frente a contaminantes emergentes em solução aquosa
title Síntese e caracterização de formas modificadas de ZnO e avaliação da atividade fotocatalítica frente a contaminantes emergentes em solução aquosa
spellingShingle Síntese e caracterização de formas modificadas de ZnO e avaliação da atividade fotocatalítica frente a contaminantes emergentes em solução aquosa
Tschöke, Luigy Gustavo
Pesticidas
Fotocatálise
Química
title_short Síntese e caracterização de formas modificadas de ZnO e avaliação da atividade fotocatalítica frente a contaminantes emergentes em solução aquosa
title_full Síntese e caracterização de formas modificadas de ZnO e avaliação da atividade fotocatalítica frente a contaminantes emergentes em solução aquosa
title_fullStr Síntese e caracterização de formas modificadas de ZnO e avaliação da atividade fotocatalítica frente a contaminantes emergentes em solução aquosa
title_full_unstemmed Síntese e caracterização de formas modificadas de ZnO e avaliação da atividade fotocatalítica frente a contaminantes emergentes em solução aquosa
title_sort Síntese e caracterização de formas modificadas de ZnO e avaliação da atividade fotocatalítica frente a contaminantes emergentes em solução aquosa
author Tschöke, Luigy Gustavo
author_facet Tschöke, Luigy Gustavo
author_role author
dc.contributor.other.pt_BR.fl_str_mv Monteiro, João Frederico Haas Leandro
Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Química
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Peralta Zamora, Patricio Guillermo, 1962-
dc.contributor.author.fl_str_mv Tschöke, Luigy Gustavo
contributor_str_mv Peralta Zamora, Patricio Guillermo, 1962-
dc.subject.por.fl_str_mv Pesticidas
Fotocatálise
Química
topic Pesticidas
Fotocatálise
Química
description Orientador: Prof. Dr. Patricio Guillermo Peralta-Zamora
publishDate 2024
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2024-10-07T19:47:37Z
dc.date.available.fl_str_mv 2024-10-07T19:47:37Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2024
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 https://hdl.handle.net/1884/90033
url https://hdl.handle.net/1884/90033
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 1 recurso online : PDF.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFPR
instname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron:UFPR
instname_str Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron_str UFPR
institution UFPR
reponame_str Repositório Institucional da UFPR
collection Repositório Institucional da UFPR
bitstream.url.fl_str_mv https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/90033/1/R%20-%20D%20-%20LUIGY%20GUSTAVO%20TSCHOKE.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 57e9977e8bb1c12a73a8a0e8cbb40a4a
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1813898665848209408

Registros relacionados