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Tipo do documento: Dissertação
Título: Síntese, caracterização e aplicação de materiais à base de ferro em processos de adsorção e fotocatalíticos com o corante Amarelo Reactron
Título(s) alternativo(s): Synthesis, characterization and application of iron-based materials in adsorption and photocatalytic processes with Reactron Yellow dye
Autor: Galvão, Tatiana Vieira 
Primeiro orientador: Santos, Luz Amparo Palacio
Segundo orientador: Araujo, Lucia Regina Raddi de
Primeiro membro da banca: Zotin, Fatima Maria Zanon
Segundo membro da banca: Rocha, Angela Sanches
Terceiro membro da banca: Brackmann, Rodrigo
Resumo: A indústria têxtil é responsável pela geração de uma considerável carga de efluente, o qual contém uma quantidade diversificada de contaminantes. Sua característica principal é a presença de coloração, devido à incompleta fixação dos corantes durante o tingimento dos tecidos, resultando em efeitos tóxicos sobre a fauna e flora, e no desequilíbrio dos ambientes aquáticos. Logo, muitos estudos se concentram em desenvolver novas técnicas de tratamento, ou melhorar as tecnologias já existentes, para lidar com os poluentes pouco ou não biodegradáveis e/ou tóxicos, como é o caso dos corantes têxteis. Portanto, o objetivo desse trabalho consistiu na síntese de materiais à base de ferro, por metodologias distintas, avaliando o possível uso desses sólidos como adsorventes e/ou fotocatalisadores na remoção de um corante têxtil. Neste trabalho, foram sintetizados nove materiais através dos métodos de hidrólise de ureia, hidrotérmico e de coprecipitação. Esses materiais foram submetidos a análises de Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Absorção no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Termogravimetria (TG) e Fluorescência de Raios X (FRX). Como resultado, verificou-se que foi obtida uma mistura de óxidos, com prevalência de estruturas de óxidos (hematita, magnetita e maghemita), óxi-hidróxido (goethita) e carbonato (siderita) de ferro, exceto por um dos materiais, cuja estrutura predominante foi a do óxido de zinco. A fim de avaliar o desempenho dos sólidos sintetizados na remoção do corante têxtil, foram realizados testes de adsorção, na ausência de radiação, e testes fotocatalíticos, com emprego de radiação visível e ultravioleta. Ambos os testes ocorreram nas mesmas condições reacionais, sendo empregada uma solução aquosa do corante Amarelo Reactron 4 GL. Através das técnicas de Espectrofotometria UV-Vis e análise de Carbono Orgânico Total (COT), foram determinadas as porcentagens de descoloração e de remoção de carbono orgânico, respectivamente, parâmetros utilizados para estimar a eficiência dos materiais. De maneira geral, em termos de adsorção, os materiais promoveram uma remoção significativa do corante Amarelo Reactron. Em contrapartida, o efeito fotocatalítico, tanto na faixa UV quanto na faixa do VIS, não contribuiu expressivamente para o aumento da descoloração. Tratando-se da remoção de matéria orgânica, em geral, nos testes de adsorção, os sólidos sintetizados atingiram resultados expressivos, enquanto o efeito fotocatalítico foi ínfimo frente ao efeito adsortivo. Dentre os materiais testados, o Zn0,75Fe0,25 (PP), cuja estrutura predominante foi a do óxido de zinco, foi o que apresentou o melhor desempenho em ambos os parâmetros, alcançando 100% de descoramento e cerca de 68% na remoção de COT.
Abstract: The textile industry is responsible for generating a considerable amount of effluent, which contains a diverse number of contaminants. Its main characteristic is the presence of coloring, due to the incomplete fixation of dyes during the dyeing of fabrics, resulting in toxic effects on fauna and flora, and in the imbalance of aquatic environments. Therefore, many studies focus on developing new treatment techniques, or improving existing technologies, to deal with pollutants that are poorly or non-biodegradable and/or toxic, such as textile dyes. Therefore, the objective of this work consisted in the synthesis of iron-based materials using different methodologies, evaluating the possible use of these solids as adsorbents and/or photocatalysts in the removal of a textile dye. In this work, nine materials were synthesized, whose preparation was based on urea hydrolysis, hydrothermal and coprecipitation methods. These materials were submitted to X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Absorption Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetry (TG) and X-Ray Fluorescence (XRF) analyses. As a result, it was found that a mixture of oxides was obtained, with a prevalence of oxide structures (hematite, magnetite and maghemite), oxyhydroxide (goethite) and iron carbonate (siderite), except for one of the materials, whose predominant structure was the zinc oxide. Owing to evaluate the performance of the synthesized solids in the removal of a textile dye, adsorption tests in the absence of radiation were carried out and also photocatalytic tests, under visible and ultraviolet radiation. Both tests were carried out under the same reaction conditions, using an aqueous dye solution of Reactron Yellow 4 GL. Through the techniques of UV-Vis Spectrophotometry and Total Organic Carbon (TOC) analysis, the percentages of discoloration and the organic carbon removal were determined, respectively, parameters used to estimate the efficiency of the materials. In general, in terms of adsorption, the materials promoted a significant removal of the Reactron Yellow dye. On the other hand, the photocatalytic effect, both in the UV and VIS ranges, did not significantly contribute to the increase in discoloration. Regarding the organic matter removal, in the adsorption tests, the synthesized solids reached expressive results, in general, while the photocatalytic effect was negligible compared to the adsorptive effect. Among the materials tested, Zn0.75Fe0.25 (PP), whose predominant structure was zinc oxide, showed the best performance in both parameters, reaching 100% of discoloration and about 68% on organic carbon removal.
Palavras-chave: Fotocatálise
Cor na indústria têxtil
Corantes e tingimento
Efluentes têxteis
Corantes
Ferro
Adsorção
Textile effluents
Dyes
Iron
Adsorption
Photocatalysis
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::CINETICA QUIMICA E CATALISE
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Citação: GALVÃO, Tatiana Vieira. Síntese, caracterização e aplicação de materiais à base de ferro em processos de adsorção e fotocatalíticos com o corante Amarelo Reactron. 2022. 151 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Química, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Restrito
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22032
Data de defesa: 25-Abr-2022
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Química



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