Síntese, caracterização e aplicação da ferrita de cobalto (CoFe2O4) em processos de oxidação avançada visando a degradação de poluentes orgânicos
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/38065 |
Resumo: | Os setores industriais, requerem um elevado consumo de água em seus processos produtivos. Consequentemente, são gerados efluentes que possuem em sua composição corantes e contaminantes orgânicos, que promovem diversos problemas de saúde para o ser humano e os ecossistemas em geral. São compostos recalcitrantes, com baixa biodegradabilidade e com potencial carcinogênico e mutagênico. Tratamentos específicos vêm surgindo com o foco em tratar estes efluentes. Dentre eles, pode-se citar os Processos Oxidativos Avançados (POAs), que tem como base a geração de radicais livres com alto poder de degradação de matéria orgânica. Neste trabalho, foi proposto realizar a síntese e caracterização da partícula de ferrita de cobalto (CoFe2O4) e investigar sua influência na ativação dos oxidantes persulfato de sódio e o peróxido de hidrogênio com e sem luz ultra violeta, a fim de simular o comprimento de onda próximo do solar (visível). Os catalisadores foram produzidos pelo método solvotérmico com condições de alta pressão e temperatura controlada (200 °C) por cerca de 16 horas. Fases como a ferrita de cobalto, óxido de cobalto foram encontradas na Difração de Raios X (DRX) das amostras. Análises de Espectroscopia no Infravermelho (FTIR) e análise com a Teoria de Adsorção Multimolecular (BET) também foram feitas na etapa de caracterização da partícula sintetizada. O catalisador foi efetivo na ativação do oxidante persulfato de sódio na ausência e na presença de luz, com remoção de 99% do contaminante azul de metileno nas condições otimizadas. Quando comparado com o persulfato de sódio, o peróxido de hidrogênio apresentou resultados inferiores nos experimentos realizados, com uma máxima degradação de 82,50%, com presença de luz e sem ferrita. |
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Consequentemente, são gerados efluentes que possuem em sua composição corantes e contaminantes orgânicos, que promovem diversos problemas de saúde para o ser humano e os ecossistemas em geral. São compostos recalcitrantes, com baixa biodegradabilidade e com potencial carcinogênico e mutagênico. Tratamentos específicos vêm surgindo com o foco em tratar estes efluentes. Dentre eles, pode-se citar os Processos Oxidativos Avançados (POAs), que tem como base a geração de radicais livres com alto poder de degradação de matéria orgânica. Neste trabalho, foi proposto realizar a síntese e caracterização da partícula de ferrita de cobalto (CoFe2O4) e investigar sua influência na ativação dos oxidantes persulfato de sódio e o peróxido de hidrogênio com e sem luz ultra violeta, a fim de simular o comprimento de onda próximo do solar (visível). Os catalisadores foram produzidos pelo método solvotérmico com condições de alta pressão e temperatura controlada (200 °C) por cerca de 16 horas. Fases como a ferrita de cobalto, óxido de cobalto foram encontradas na Difração de Raios X (DRX) das amostras. Análises de Espectroscopia no Infravermelho (FTIR) e análise com a Teoria de Adsorção Multimolecular (BET) também foram feitas na etapa de caracterização da partícula sintetizada. O catalisador foi efetivo na ativação do oxidante persulfato de sódio na ausência e na presença de luz, com remoção de 99% do contaminante azul de metileno nas condições otimizadas. Quando comparado com o persulfato de sódio, o peróxido de hidrogênio apresentou resultados inferiores nos experimentos realizados, com uma máxima degradação de 82,50%, com presença de luz e sem ferrita.The industrial sectors require a high consumption of water in their production processes. Consequently, effluents are generated that contain dyes and organic contaminants in their composition, which promote various health problems for humans and ecosystems in general. They are recalcitrant compounds, with low biodegradability and carcinogenic and mutagenic potential. Specific treatments have been emerging with a focus on treating these effluents. Among them, we can mention the Advanced Oxidative Processes (POAs), which are based on the generation of free radicals with high power to degrade organic matter. In this work, it was proposed to carry out the synthesis and characterization of the cobalt ferrite particle (CoFe2O4) and to investigate its influence on the activation of the oxidants sodium persulfate and hydrogen peroxide with and without ultra violet light, in order to simulate the wavelength close to the solar (visible). The catalysts were produced by the solvothermal method with conditions of high pressure and controlled temperature (200 °C) for about 16 hours. Phases such as cobalt ferrite, cobalt oxide were found in the X-Ray Diffraction (XRD) of the samples. Infrared Spectroscopy (FTIR) and Multimolecular Adsorption Theory (BET) analysis were also performed in the characterization step of the synthesized particle. The catalyst was effective in activating the oxidizer sodium persulfate in the absence and presence of light, removing 99% of the methylene blue contaminant under the optimized conditions. When compared to sodium persulfate, hydrogen peroxide showed lower results in the experiments performed, with a maximum degradation of 82.50%, with the presence of light and without ferrite.CNPq2021-09-24Universidade Federal do Rio Grande do NorteEngenharia QuímicaUFRNBrasilDepartamento de Engenharia Químicaefluentes têxteistextile effluentsferrita de cobaltocaracterizaçãosínteseprocessos oxidativos avançadoscobalt ferritecharacterizationadvanced oxidative processessynthesisSíntese, caracterização e aplicação da ferrita de cobalto (CoFe2O4) em processos de oxidação avançada visando a degradação de poluentes orgânicosSynthesis, characterization and application of cobalt ferrita (CoFe2O4) in advanced oxidation processes aiming degradation of organic pollutantsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALSinteseCaracterizacao_Silva_2021.pdfSinteseCaracterizacao_Silva_2021.pdfTrabalho de Conclusão de Cursoapplication/pdf1469937https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/38065/1/SinteseCaracterizacao_Silva_2021.pdfac4a3f0b96078b9731f05268028caabdMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81484https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/38065/2/license.txte9597aa2854d128fd968be5edc8a28d9MD52123456789/380652024-03-19 01:06:19.917oai:https://repositorio.ufrn.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2024-03-19T04:06:19Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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