Síntese, caracterização e aplicação do Nanocompósito de Palygorskita/Dióxido de Titânio na degradação fotocatalítica de corantes têxteis
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/33302 |
Resumo: | Um dos maiores problemas ambientais é decorrente da atividade industrial, em que ocorre a contaminação dos recursos hídricos com resíduos pós produção, ocasionando efeitos adversos ao ecossistema. Os efluentes de corantes industriais apresentam um grande risco a saúde da biodiversidade, na maioria das vezes, tratase de compostos orgânicos tóxicos, persistentes e de difíceis remoção por tratamentos convencionais, além de se apresentarem como substâncias carcinogênicos. O desenvolvimento ou aprimoramento de técnicas para tratamento de efluente são de grande interesse, visto que se objetiva a busca por rotas de baixo custo e que gerem menos resíduos ou subprodutos tóxicos. Nesse trabalho, a descoloração fotocatalítica dos corantes industriais, azul de Novacron (AZN) e amarelo de Novacron (AMN) foram investigadas usando compósitos à base de TiO2 suportados na palygorskita natural (Pal-Ti10 e Pal-Ti30). O método consistiu em sintetizar os compósitos partindo de uma mistura física do TiO2 (PA) e palygorskita natural na presença de álcool, para impregnação através da calcinação sob condições de temperatura igual a 450 ºC e ar atmosférico. As técnicas de caracterização utilizadas neste trabalho foram: FTIR, DRX, FRX, MEV, análise de tamanho de partícula e potencial zeta. A fotocatálise para o corante AZN foi investigada através da aplicação de um planejamento experimental fatorial 24 , objetivando as melhores condições experimentais e por fim aplicá-las em um outro corante industrial AMN. As concentrações investigadas de AZN foram de 10 ppm e 30 ppm, os compósitos foram sintetizados usando 10 e 30% (m/m) de dióxido de titânio em palygorskita, os dois valores de pH foram em 2,0 e 6,0 e as potências das lâmpadas foram 9 e 18 W. Os testes realizados em: pH 2,0; compósito Pal-Ti30; potência 18 W e 10 ppm de corante, mostraram remoção de 100% da coloração de ambos os corantes em 90 min. O processo de descoloração seguiu o modelo cinético de pseudo-primeira ordem e as constantes aparentes (Kapp) foram de 0,0216 min-1 e 0,0193 min-1 para os corantes AZN e AMN, respectivamente. Os resultados do custo final de tratamento para os testes mostraram que o processo é viável em eficiência e economia. Os resultados de carbono orgânico total (COT) apresentaram mineralização de 61,70% e 58,06% para o AZN e AMN, respectivamente, em 90 min de tratamento e os subprodutos foram detectados por CG-EM. |
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Os efluentes de corantes industriais apresentam um grande risco a saúde da biodiversidade, na maioria das vezes, tratase de compostos orgânicos tóxicos, persistentes e de difíceis remoção por tratamentos convencionais, além de se apresentarem como substâncias carcinogênicos. O desenvolvimento ou aprimoramento de técnicas para tratamento de efluente são de grande interesse, visto que se objetiva a busca por rotas de baixo custo e que gerem menos resíduos ou subprodutos tóxicos. Nesse trabalho, a descoloração fotocatalítica dos corantes industriais, azul de Novacron (AZN) e amarelo de Novacron (AMN) foram investigadas usando compósitos à base de TiO2 suportados na palygorskita natural (Pal-Ti10 e Pal-Ti30). O método consistiu em sintetizar os compósitos partindo de uma mistura física do TiO2 (PA) e palygorskita natural na presença de álcool, para impregnação através da calcinação sob condições de temperatura igual a 450 ºC e ar atmosférico. 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Os resultados do custo final de tratamento para os testes mostraram que o processo é viável em eficiência e economia. Os resultados de carbono orgânico total (COT) apresentaram mineralização de 61,70% e 58,06% para o AZN e AMN, respectivamente, em 90 min de tratamento e os subprodutos foram detectados por CG-EM.One of the biggest environmental problems is due to industrial activity, in which water resources are contaminated with post-production waste, causing adverse effects to the ecosystem. The effluents of dyes present a great risk to the health of biodiversity, in most cases, they are toxic, persistent and deteriorating by conventional compounds, in addition to presenting themselves as carcinogenic substances. The development or improvement of techniques for treating effluent is of great interest, since it aims to search for low-cost routes that generate less waste or toxic byproducts. In this work, the photocatalytic discoloration of industrial dyes, Novacron blue (AZN) and Novacron yellow (AMN) were investigated using TiO2-based composites allowed in natural palygorskite (Pal-Ti10 and Pal-Ti30). The method consists of synthesizing the composites starting from a physical mixture of TiO2 and natural palygorskite in the presence of alcohol, for impregnation through calcination under conditions of temperature equal to 450 ºC and atmospheric air. The characterization techniques used in this work were: FTIR, DRX, FRX, MEV, particle size analysis and zeta potential. The photocatalysis for the AZN dye was investigated through the application of a factorial experimental design 24 , aiming at the best experimental conditions and finally applying them in another AMN industrial dye. The investigated AZN restrictions were 10 ppm and 30 ppm, the composites were synthesized using 10 and 30% (w/w) titanium dioxide in palygorskite, the two pH values were 2,0 and 6,0 and the lamp powers were 9 and 18 W. Tests performed at: pH 2.0; Pal-Ti30 composite; power 18 W and 10 ppm of dye, removal of 100% of the coloring of both dyes in 90 min. The bleaching process follows the kinetic model of pseudo-first order and as apparent constants (Kapp) were 0,0216 min-1 and 0,0193 min-1 for the AZN and AMN dyes, respectively. The results of the final treatment cost for tests harmful to the process are viable in efficiency and economy. The results of total organic carbon (TOC) dissipation of mineralization of 61,70% and 58,06% for AZN and AMN, respectively, in 90 min of treatment and the by-products were detected by GC-EM.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICAUFRNBrasilCorantes têxteisAzul de NovacronAmarelo de NovacronFotocatáliseTiO2PalygorskitaSíntese, caracterização e aplicação do Nanocompósito de Palygorskita/Dióxido de Titânio na degradação fotocatalítica de corantes têxteisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALSintesecaracterizacaoaplicacao_Assis_2021.pdfapplication/pdf3983525https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/33302/1/Sintesecaracterizacaoaplicacao_Assis_2021.pdf81acf63b5550de31616efcf8677c7696MD51123456789/333022022-05-02 12:57:18.302oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/33302Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2022-05-02T15:57:18Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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