Nanocompostos à base de nitreto de carbono grafítico magnético como potenciais remediadores ambientais de poluidores emergentes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rosa, Eliane Vieira
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/41973
Resumo: Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Ceilândia, Programa de Pós-Graduação em Ciências e Tecnologias e Saúde, 2021.
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spelling Nanocompostos à base de nitreto de carbono grafítico magnético como potenciais remediadores ambientais de poluidores emergentesFotocatáliseNanotecnologiaNitreto de carbonoÓxido de ferroToxicidadeTese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Ceilândia, Programa de Pós-Graduação em Ciências e Tecnologias e Saúde, 2021.A nanotecnologia vem se destacando como alternativa adicional aos tratamentos usuais de poluentes devido à possibilidade de produzir nanomateriais de alta eficiência, baixo custo, fácil síntese e biologicamente compatíveis, agregando inovações à remediação ambiental de diferentes poluentes. Nesta perspectiva, o nitreto de carbono grafítico, puro ou associado ao óxido de ferro, vem se destacando como um nanomaterial de alta eficiência, pela sua capacidade de adsorção associada à ação fotocatalisadora. O presente trabalho propõe a síntese de nitreto de carbono grafítico a partir de dois precursores, melamina e ureia, e sua associação ao óxido de ferro por três metodologias de síntese (solvotérmica com etilenoglicol, coprecipitação com hidróxido de amônio e coprecipitação com ureia), buscando avaliar e comparar a potencialidade na adsorção e fotodegradação do azul de metileno. Para tanto, foram realizados estudos de influência das condições de síntese, testes de caracterização para confirmação da composição química amostral, avaliação da morfologia/tamanho, determinação do potencial zeta sob diferentes condições, análises do aspecto textural, avaliação dos fatores que influenciam no processo fotocatalítico, ensaios de remoção do azul de metileno por adsorção/fotocatálise em três pHs (ácido, neutro e básico) e testes de toxicidade aguda dos nanomateriais em ovos/embriões da espécie zebrafish. Os resultados demonstram que todas as amostras produzidas apresentam aspectos morfológicos que contribuem para a adsorção, tal como grande número de poros, potencial zeta em consonância com dados prévios da literatura, bem como band gap adequado para o processo fotocatálise. As amostras contendo óxido de ferro possuem composição química conforme a literatura, sensibilidade à aplicação de campo magnético externo e área de superfície relativamente maior quando comparados à amostra de nitreto de carbono grafítico puro. Os resultados dos testes de eficiência na degradação do corante mostraram que todos nanomateriais, puro e contendo óxido de ferro, possuem alta eficiência na adsorção e fotocatálise de azul de metileno, nos três pHs avaliados, com destaque para o pH básico e para os nanocompostos contendo óxido de ferro. Nestes, a amostra que utilizou poliol em sua metodologia demonstrou capacidade de adsorção do corante de 88,5% e a amostra sintetizada pelo método com ureia apresentou capacidade fotocatalítica de 86,6% na degradação do azul de metileno e remoção total de 98,3%. Teste de reciclabilidade comprovou eficiência desta amostra por três ciclos consecutivos. Por fim, os resultados dos testes em zebrafish encontraram que todos os nanomateriais não apresentaram efeitos toxicológicos e teratogênicos, comprovando sua ausência de toxicidade aguda.Nanotechnology has been standing out as an additional alternative to usual pollutant treatments due to the possibility of producing high-efficiency, low-cost, easy-to- synthesize nanomaterials, and biologically compatible, adding innovations to the area of environmental remediation of different compounds, such as the emerging ones. In this context, graphitic carbon nitride, pure or associated with iron oxide, has been highlighted as a highly efficient nanomaterial due to its adsorption capacity associated with photocatalyst action. The present work proposes a synthesis of graphitic carbon nitride from two precursors, melamine and urea, and its association with iron oxide by three synthesis methodologies (solvothermal with ethylene glycol, co-precipitation with ammonium and co-precipitation with urea), seeking to evaluate and compare the potential in the adsorption and photodegradation of methylene blue. For this purpose, studies on the influence of the synthesis conditions, characterization tests to determine the chemical composition of the sample, evaluation of the morphology/size, determination of the zeta potential under different conditions, analysis of the textural aspect, and evaluation of the factors that influence the photocatalytic process were carried out. The methylene blue removal assay by adsorption/photocatalysis was performed in three pHs (acid, neutral and basic) and acute toxicity tests of nanomaterials in eggs/embryos of the zebrafish species. The results demonstrated that all nanomaterials produced have morphological aspects that contribute to adsorption, such as a large number of pores, zeta potential in line with previous data in the literature, and an adequate band gap for the photocatalysis process. According to the literature, those containing iron oxide have chemical composition, sensitivity to the application of an external magnetic field and a relatively larger surface area compared to the sample of pure graphitic carbon nitride. The results of the efficiency tests on the degradation of the lagged dye show that all nanomaterials, pure and containing iron oxide, have high efficiency in the adsorption and photocatalysis of methylene blue, in the three pHs evaluated, with emphasis on the basic pH and the nanocomposites containing iron oxide. In these, the sample that used polyol in its application demonstrated the capacity to adsorb 88.5% of the dye, and the sample synthesized by the urea method showed a photocatalytic capacity of 86.6% in the degradation of methylene blue, with total removal of 98.3%. The recyclability test proved the efficiency of this sample in three consecutive cycles. Finally, the results of tests in zebrafish found that all the nanomaterials showed no toxicological and teratogenic effects, proving their absence of acute toxicity.Sousa, Marcelo Henriqueeliane.vieira@ifgoiano.edu.brRosa, Eliane Vieira2021-08-30T15:18:30Z2021-08-30T15:18:30Z2021-08-302021-06-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfROSA, Eliane Vieira. Nanocompostos à base de nitreto de carbono grafítico magnético como potenciais remediadores ambientais de poluidores emergentes. 2021. 111 f., il. Tese (Doutorado em Ciências e Tecnologias em Saúde) — Universidade de Brasília, Brasília, 2021.https://repositorio.unb.br/handle/10482/41973A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições:Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2023-07-21T04:53:30Zoai:repositorio.unb.br:10482/41973Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2023-07-21T04:53:30Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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