dc.creator | Leichtweis, Jandira | |
dc.date.accessioned | 2021-07-09T10:56:37Z | |
dc.date.available | 2021-07-09T10:56:37Z | |
dc.date.issued | 2019-07-22 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/21364 | |
dc.description.abstract | One of the major concerns with the environment and aquatic life is related to the discharge of
effluents containing synthetic dyes. Among the most used synthetic dyes is tartrazine, a lemon
yellow azo dye, used in the food coloring, cosmetics and textile industries. These wastewater
can contain high coloration, moderate organic content, large amounts of toxic, not
biodegradable and highly resistant in the environment, being difficult to degrade by
conventional methods, making it impossible to reach the standards of release in river systems.
As an alternative to the treatment of these liquid wastes, the advanced oxidative processes,
notably the photo-Fenton process, which is the combination of a powerful oxidizing agent (such
as H2O2), an iron-based photocatalyst (example ferrite) and UV-Vis radiation. However, studies
report that a problem presented by semiconductor oxides, when employed pure as
photocatalysts, is related to the high recombination rates that occur between the electron/hole
pairs formed after activation. Thus, the use of supported photocatalysts is a technique applied
to improve the photocatalytic performance of a semiconductor and to overcome this problem.
In the present study, SnFe2O4 was synthesized and then an unprecedented composite was
formed, supporting different masses of SnFe2O4 in polypyrrole (conductive polymer).
Preliminary tests indicated a greater color reduction of tartrazine dye solution using the
composite containing 10% of SnFe2O4 when compared to pure SnFe2O4 and in percentages of
5 and 15%. The characterization of the samples demonstrated that the SnFe2O4 can be inside
the pores of the polypyrrole, suggesting the formation of the composite. The main operational
parameters of the reaction such as pH and H2O2 concentration were evaluated using a
laboratory-scale photoreactor exposed in artificial UV-Vis irradiation. Color reduction was
chosen as the response variable. pH 3 and 34 μL H2O2 concentration demonstrated higher
efficiency, removing 98% of the color in 60 minutes. This may be linked to the formation of
Fenton reagents under acid conditions (generation of •OH radicals) and to the fact that very
high or very low concentrations of H2O2 do not favor the process. The recycle of the material
showed that it is stable, presenting high efficiencies after eight reuses. The photo-Fenton
process with artificial light was compared with the solar, demonstrating color removal
efficiency in both processes. A capture of the main radicals was performed, evidencing that the
radicals • O2
- and •OH act in the photo-Fenton process. After the chromatography analysis it
was possible to verify the degradation of the molecule in fragments of lower mass. Finally, a
mechanism was suggested based on the results obtained. Based on all characterizations and
tests of catalytic activity, this composite has promising activity against the degradation of
aqueous pollutants. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Corante tartrazina | por |
dc.subject | Processo foto-fenton | por |
dc.subject | Recombinação | por |
dc.subject | Compósitos | por |
dc.subject | Tartrazine dye | eng |
dc.subject | Photo-Fenton process | eng |
dc.subject | Recombination | eng |
dc.subject | Composites | eng |
dc.title | Síntese e caracterização do compósito SnFe2O4/polipirrol para utilização na degradação do corante tartrazina via processo foto-fenton | por |
dc.title.alternative | Synthesis and characterization of the SnFe2O4/polypyrrole composite for use in the tartrazine dye degradation by fotofenton process | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Uma das grandes preocupações com o meio ambiente e com a vida aquática está relacionada a descarga
de efluentes contendo corantes sintéticos. Dentre os corantes sintéticos mais utilizados pode-se destacar
a tartrazina, um corante azo, amarelo limão, utilizado nas indústrias de corantes alimentícios, cosméticos
e têxteis. Essas águas residuais podem conter elevada coloração, moderado teor orgânico, grandes
quantidades de substâncias tóxicas, não biodegradáveis e altamente resistentes no meio ambiente, sendo
difíceis de degradar pelos métodos convencionais, impossibilitando atingir os padrões de lançamento
em corpos hídricos. Como alternativa de tratamento desses resíduos líquidos, surgem os processos de
oxidação avançada, destacando-se o processo foto-Fenton, que é a combinação de um poderoso agente
oxidante (como o H2O2), um fotocatalisador a base de ferro (por exemplo as ferritas) e radiação UVVis.
Entretanto, estudos relatam que um problema apresentado pelos óxidos semicondutores, quando
empregados puros como fotocatalisadores, está relacionado às altas taxas de recombinação que ocorrem
entre os pares elétrons/lacuna, formados após a ativação. Assim, a utilização de fotocatalisadores
suportados é uma técnica aplicada para melhorar o desempenho fotocatalítico de um semicondutor e
contornar esse problema. No presente estudo, a SnFe2O4 foi sintetizada e em seguida um compósito
inédito foi formado, suportando diferentes massas de SnFe2O4 no polipirrol (um polímero condutor).
Testes preliminares indicaram uma maior redução da cor da solução de corante tartrazina utilizando o
compósito contendo 10% de SnFe2O4, quando comparado a SnFe2O4 pura e em porcentagens de 5 e
15%. As caracterizações das amostras demonstraram que a SnFe2O4 pode estar no interior dos poros do
polipirrol, sugerindo a formação do compósito. Os principais parâmetros operacionais da reação tais
como pH da solução e dosagem de H2O2 foram avaliados utilizando um fotorreator de escala
laboratorial exposto em irradiação UV-Vis artificial. A redução da cor foi escolhida como variável
resposta. pH 3 e dosagem de 34 μL de H2O2 demonstraram maior eficiência, removendo 98% da cor
em 60 minutos. Isto pode estar atrelado à formação de reagentes de Fenton em condição ácida (geração
de radicais •OH) e ao fato de que concentrações muitos elevadas ou muito baixas de H2O2 não favorecem
o processo. O reciclo do material demostrou que ele é estável, apresentando elevadas eficiências após
oito reutilizações. O processo foto-Fenton com luz artificial foi comparado com o solar, demostrando
eficiência de remoção de cor em ambos os processos. Uma captura dos principais radicais foi realizada,
evidenciando que os radicais •O2
− e •OH atuam no processo foto-Fenton. Após a análise de
cromatografia foi possível verificar a degradação da molécula em fragmentos de menor massa. Por fim,
foi sugerido um mecanismo com base nos resultados obtidos. De acordo com todas as caracterizações e
testes de atividade catalítica, esse compósito tem atividade promissora frente a degradação de poluentes
aquosos. | por |
dc.contributor.advisor1 | Foletto, Edson Luiz | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6550340290019699 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Silvestri, Siara | |
dc.contributor.referee1 | Oliveira, Jivago Schumacher de | |
dc.contributor.referee2 | Rhoden, Cristiano Rodrigo Bohn | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/7454250004513877 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Química | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |