Estudo da atividade fotocatalítica e antimicrobiana de TiO2 dopada com Fe+3 e Pb+2 obtidas via método sonoquímico
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27401 |
Resumo: | A poluição da água é um assunto abordado com frequência nos dias atuais e, com o crescimento da população, das indústrias e o esgotamento da água potável, é necessário tomar medidas socioambientais para que os efluentes eliminados não causem danos ao meio ambiente e nem a sociedade. Os processos oxidativos avançados (POAs) são uma alternativa eficaz para a degradação de poluentes orgânicos e vêm sendo muito utilizado devido ao seu potencial para limpar os efluentes. O TiO2 é um material bastante abundante na crosta terrestre e possui boas propriedades fotocatalíticas e antimicrobianas, principalmente quando aliado a dopantes e co-dopantes metálicos e/ou semi-metálicos, sendo comumente utilizado para tratamento de efluentes. Neste trabalho, nanopartículas de TiO2 foram dopadas e co-dopadas com os chumbo e ferro utilizando diferentes concentrações de íons dopante. As amostras foram preparadas pelo método sonoquímico e não necessitaram de um posterior tratamento térmico. As fases obtidas foram caracterizadas por difração de raios-x (DRX), as morfologias das partículas analisadas em microscopia eletrônica de transmissão (MET), as propriedades ópticas por espectroscopia UV-Visível (UV-Vis) e a área superficial pelo método BET. A atividade fotocatalítica foi verificada através da degradação do corante azul de metileno (MB) irradiado por radiação UV e radiação solar e, a atividade antimicrobiana frente às bactérias gram positivas (Staphylococcus aureus) e gram negativas (Escherichia coli). Os padrões de DRX exibiram somente a fase anatase do TiO2, mesmo utilizando a porcentagem máxima de dopantes. A análise de MET mostrou que as partículas de TiO2 puro encontram-se aglomeradas e que com a adição do íon Fe+3 essas partículas são desaglomeradas. A análise de UV-Vis mostrou que a adição de dopantes na rede da titânia reduz a energia de banda (Egap) e área superficial reduziu com a introdução dos dopantes. Os resultados dos testes de fotocatálise indicaram que a adição de dopantes e co-dopantes melhoram a atividade fotocatalítica para as composições com concentração abaixo de 1% na luz UV e até 1% na luz solar. A atividade antimicrobiana também foi investigada e as amostras TiO2:1%Fe:3%Pb, TiO2:1%Pb:1%Fe e TiO2:1%Pb:3%Fe apresentaram uma zona de inibição, indicando o efeito antibacteriano das amostras sintetizadas. |
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Ramalho, Onécima Biatriz de MedeirosPaskocimas, Carlos AlbertoAraújo, Vinícius Dantas de2019-08-05T20:19:57Z2019-08-05T20:19:57Z2019-05-31RAMALHO, Onécima Biatriz de Medeiros. Estudo da atividade fotocatalítica e antimicrobiana de TiO2 dopada com Fe+3 e Pb+2 obtidas via método sonoquímico. 2019. 88f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27401A poluição da água é um assunto abordado com frequência nos dias atuais e, com o crescimento da população, das indústrias e o esgotamento da água potável, é necessário tomar medidas socioambientais para que os efluentes eliminados não causem danos ao meio ambiente e nem a sociedade. Os processos oxidativos avançados (POAs) são uma alternativa eficaz para a degradação de poluentes orgânicos e vêm sendo muito utilizado devido ao seu potencial para limpar os efluentes. O TiO2 é um material bastante abundante na crosta terrestre e possui boas propriedades fotocatalíticas e antimicrobianas, principalmente quando aliado a dopantes e co-dopantes metálicos e/ou semi-metálicos, sendo comumente utilizado para tratamento de efluentes. Neste trabalho, nanopartículas de TiO2 foram dopadas e co-dopadas com os chumbo e ferro utilizando diferentes concentrações de íons dopante. As amostras foram preparadas pelo método sonoquímico e não necessitaram de um posterior tratamento térmico. As fases obtidas foram caracterizadas por difração de raios-x (DRX), as morfologias das partículas analisadas em microscopia eletrônica de transmissão (MET), as propriedades ópticas por espectroscopia UV-Visível (UV-Vis) e a área superficial pelo método BET. A atividade fotocatalítica foi verificada através da degradação do corante azul de metileno (MB) irradiado por radiação UV e radiação solar e, a atividade antimicrobiana frente às bactérias gram positivas (Staphylococcus aureus) e gram negativas (Escherichia coli). Os padrões de DRX exibiram somente a fase anatase do TiO2, mesmo utilizando a porcentagem máxima de dopantes. A análise de MET mostrou que as partículas de TiO2 puro encontram-se aglomeradas e que com a adição do íon Fe+3 essas partículas são desaglomeradas. A análise de UV-Vis mostrou que a adição de dopantes na rede da titânia reduz a energia de banda (Egap) e área superficial reduziu com a introdução dos dopantes. Os resultados dos testes de fotocatálise indicaram que a adição de dopantes e co-dopantes melhoram a atividade fotocatalítica para as composições com concentração abaixo de 1% na luz UV e até 1% na luz solar. A atividade antimicrobiana também foi investigada e as amostras TiO2:1%Fe:3%Pb, TiO2:1%Pb:1%Fe e TiO2:1%Pb:3%Fe apresentaram uma zona de inibição, indicando o efeito antibacteriano das amostras sintetizadas.Water pollution is a subject frequently approached today. With population growth, industries and the depletion of drinking water, it is necessary to take socioenvironmental measures so that the effluents disposed does not cause damages to the environment and society. Advanced oxidative processes (AOPs) are an effective alternative to the degradation of organic pollutants and have been widely used because of their potential to clean effluents. TiO2 is a very abundant material in the earth's crust and has good photocatalytic properties, especially when coupled with metal and/or semi-metallic dopants and co-dopants, being commonly used for waste treatment. In this work, TiO2 nanoparticles were doped and co-doped with iron and lead, using different concentrations of dopant ions. The samples were prepared by the sonochemical method and didn’t require a subsequent heat treatment. The phases were characterized by X-ray diffraction (XRD), the particle morphologies analyzed by transmission electron microscopy (TEM), and the optical properties by UV-Vis spectroscopy (UV-Vis) and surface area by BET method. The photocatalytic activity was verified by the degradation of methylene blue dye (MB) irradiated by UV radiation and sunlight radiation and the antimicrobial activity compared to gram positive (Staphylococcus aureus) and gram negative bacteria (Escherichia coli). The XRD patterns exhibited only the anatase phase of TiO2, even using the maximum percentage of dopants. TEM analysis showed that the particles of pure TiO2 are agglomerated and that with the addition of the Fe+3 ion these particles are deagglomerated. UV-Vis analysis showed that the addition of dopants in the titania lattice reduces the band energy (Egap) and surface area decreased with the introduction of dopants. The results of the photocatalysis tests indicated that the addition of dopants and co-dopants improved photocatalytic activity for compositions with concentrations below 1% in UV light and up to 1% in sunlight. The antimicrobial activity was also investigated and samples TiO2:1%Fe:3%Pb, TiO2:1% Pb:1%Fe and TiO2:1%Pb:3%Fe showed a zone of inhibition, indicating the antibacterial effect of the samples synthesized.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICATiO2DopagemCo-dopagemFotocatáliseAtividade antimicrobianaEstudo da atividade fotocatalítica e antimicrobiana de TiO2 dopada com Fe+3 e Pb+2 obtidas via método sonoquímicoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISUFRNBrasilinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNTEXTEstudoatividadefotocatalítica_Ramalho_2019.pdf.txtEstudoatividadefotocatalítica_Ramalho_2019.pdf.txtExtracted texttext/plain138176https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/27401/2/Estudoatividadefotocatal%c3%adtica_Ramalho_2019.pdf.txt57a6633b440e6fd5d62de5f9f0cbd275MD52THUMBNAILEstudoatividadefotocatalítica_Ramalho_2019.pdf.jpgEstudoatividadefotocatalítica_Ramalho_2019.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1378https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/27401/3/Estudoatividadefotocatal%c3%adtica_Ramalho_2019.pdf.jpg5b3a803821cf692e4c77f4b187a5bb81MD53ORIGINALEstudoatividadefotocatalítica_Ramalho_2019.pdfapplication/pdf7650987https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/27401/1/Estudoatividadefotocatal%c3%adtica_Ramalho_2019.pdfc2af25c3c9f15f480ce11a64cc102cffMD51123456789/274012019-08-11 02:21:03.74oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/27401Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2019-08-11T05:21:03Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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A poluição da água é um assunto abordado com frequência nos dias atuais e, com o crescimento da população, das indústrias e o esgotamento da água potável, é necessário tomar medidas socioambientais para que os efluentes eliminados não causem danos ao meio ambiente e nem a sociedade. Os processos oxidativos avançados (POAs) são uma alternativa eficaz para a degradação de poluentes orgânicos e vêm sendo muito utilizado devido ao seu potencial para limpar os efluentes. O TiO2 é um material bastante abundante na crosta terrestre e possui boas propriedades fotocatalíticas e antimicrobianas, principalmente quando aliado a dopantes e co-dopantes metálicos e/ou semi-metálicos, sendo comumente utilizado para tratamento de efluentes. Neste trabalho, nanopartículas de TiO2 foram dopadas e co-dopadas com os chumbo e ferro utilizando diferentes concentrações de íons dopante. As amostras foram preparadas pelo método sonoquímico e não necessitaram de um posterior tratamento térmico. As fases obtidas foram caracterizadas por difração de raios-x (DRX), as morfologias das partículas analisadas em microscopia eletrônica de transmissão (MET), as propriedades ópticas por espectroscopia UV-Visível (UV-Vis) e a área superficial pelo método BET. A atividade fotocatalítica foi verificada através da degradação do corante azul de metileno (MB) irradiado por radiação UV e radiação solar e, a atividade antimicrobiana frente às bactérias gram positivas (Staphylococcus aureus) e gram negativas (Escherichia coli). Os padrões de DRX exibiram somente a fase anatase do TiO2, mesmo utilizando a porcentagem máxima de dopantes. A análise de MET mostrou que as partículas de TiO2 puro encontram-se aglomeradas e que com a adição do íon Fe+3 essas partículas são desaglomeradas. A análise de UV-Vis mostrou que a adição de dopantes na rede da titânia reduz a energia de banda (Egap) e área superficial reduziu com a introdução dos dopantes. Os resultados dos testes de fotocatálise indicaram que a adição de dopantes e co-dopantes melhoram a atividade fotocatalítica para as composições com concentração abaixo de 1% na luz UV e até 1% na luz solar. A atividade antimicrobiana também foi investigada e as amostras TiO2:1%Fe:3%Pb, TiO2:1%Pb:1%Fe e TiO2:1%Pb:3%Fe apresentaram uma zona de inibição, indicando o efeito antibacteriano das amostras sintetizadas. |
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