Degradação de n-octano em fase gasosa por fotocatálise assistida por ozônio em reator com variadas frações de recobrimento por dióxido de titânio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bricio, Bianca Gvozdenovic Medina, 1986-
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/4850
Resumo: Orientador: Edson Tomaz
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spelling Degradação de n-octano em fase gasosa por fotocatálise assistida por ozônio em reator com variadas frações de recobrimento por dióxido de titânioGas phase n-octane degradation by ozone assisted photocatalysis in a reactor with several fractions of titanium dioxide coatingFotocatálise heterogêneaCompostos orgânicos voláteisOzônioDióxido de titânioHidrocarbonetosHeterogeneous photocatalysisVolatile organic compoundsOzoneTitanium dioxideHydrocarbonsOrientador: Edson TomazDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuímicaResumo: A introdução de substâncias em um meio, provocando desequilíbrio em sua forma natural é denominada poluição. Tal desequilíbrio pode ter efeitos nocivos ao ecossistema. A evolução da indústria, o crescimento populacional e o uso de combustíveis fósseis resultam em crescente concentração de compostos orgânicos voláteis (COVs) na atmosfera. Nesse contexto, tais compostos podem trazer prejuízos à saúde humana, além de ter efeito odorizante. Alguns métodos para o tratamento dos COVs requerem muita energia, pois ocorrem a altas temperaturas e outros não resolvem completamente o problema, pois apenas transferem o composto de fase, necessitando de tratamentos posteriores. A fotocatálise na presença de dióxido de titânio (TiO2) tem sido estudada para a decomposição dos COVs em correntes gasosas de baixa concentração com sucesso e ainda apresenta oportunidades, pois os sistemas fotocatalíticos apresentam desativação para alguns compostos e há busca por aumento de rendimento. Este projeto tem como objetivo estudar os efeitos de diferentes concentrações de ozônio e áreas disponíveis de dióxido de titânio em um sistema fotocatalítico. A eficiência na degradação de traços de n-octano (100 ppmv) em fase gasosa foi avaliada com foco em menores tempos de permanência no reator. As concentrações de ozônio no sistema experimental variaram entre 0 e 2% ppmv e a cobertura superficial do tubo de quartzo presente no reator variou entre 70 e 100%. Para tempos espaciais elevados, a variação da área e a adição de ozônio não trouxeram ganhos significativos para a conversão do COV. Para tempos espaciais reduzidos, foi possível verificar que a área total disponível de catalisador é um fator relevante para o aumento da conversão. O uso de diferentes configurações com menor quantidade de recobrimento aliados ao uso de ozônio podem trazer a conversões elevadas, sendo 90% de recobrimento do tubo de quartzo interno e 2% de adição de ozônio a melhor configuração alternativa encontrada. Neste projeto foi avaliada a distribuição de ozônio e também a conversão do contaminante ao longo do reator estudado. Os resultados indicam que todo o volume do reator foi utilizado para a degradação do n-octano. Palavras-Chave: fotocatálise heterogênea, compostos orgânicos voláteis, ozônio, dióxido de titânio; alcanos, n-octanoAbstract: The introduction of substances into the atmosphere causing an imbalance in its natural form is called pollution and might lead to harmful effects on the ecosystems and also on human health. The industry evolution, population growth and the use of fossils result in an increasing concentration of volatile compounds (VOCs) in the atmosphere. Some VOCs treating methods are energy-intensive and others, such as adsorption, do not completely solve the problem, as they only transfer the compound to another phase, requiring posteriorly other types of treatment. Photocatalysis in the presence of titanium dioxide (TiO2) has been studied for the decomposition of VOCs in low-concentration gas streams with success, however it still presents opportunities, as the system is deactivated by some compounds and there is still the need to increase the process yield. This work aims to study the effects of different ozone concentrations and available areas of titania dioxide in an O3//TiO2/UV system. The degradation efficiency of n-octane traces (100 ppmv) in the gas phase was evaluated with a focus on shorter space times in the reactor. Ozone concentrations in the experimental system varied between 0 and 2% ppmv, while the quartz tube surface area present in the reactor varied between 70 to 100%. For high space times, area variation and ozone addition do not bring significant gains for VOC conversion. For reduced space times, it is possible to observe that the total available area of catalyst is a relevant factor for the increase in conversion. The use of different configurations with a lower amount of coating combined with the use of ozone, however, can bring similar and equally effective conversions. Among all alternatives, 90% coating of the inner quartz tube and 2% ozone addition was the best alternative configuration found. In this project, the distribution of ozone and also the conversion of the contaminant along the studied reactor were evaluated. The results indicate that the entire reactor volume was used for n-octane degradation. Keywords: heterogeneous photocatalysis; volatile organic compound; ozone; titanium dioxide; alkane; n-octaneMestradoEngenharia QuímicaMestra em Engenharia Química[s.n.]Tomaz, Edson, 1963-Aquino, Arislete Dantas deAlmeida Neto, Ambrósio Florêncio deUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASBricio, Bianca Gvozdenovic Medina, 1986-20222022-03-07T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (117 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/4850BRICIO, Bianca Gvozdenovic Medina. 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