Materiais nanoestruturados de carbono utilizando zeólitas como direcionador de estrutura
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Data
2024-02-28Primeiro coorientador
Jahn, Sérgio Luiz
Primeiro membro da banca
Rhoden, Cristiano Rodrigo Bohn
Segundo membro da banca
Peres, Enrique Chaves
Terceiro membro da banca
Ketzer, Felipe
Quarto membro da banca
Oliveira, Jivago Schumacher de
Metadata
Mostrar registro completoResumo
A busca por novos materiais para o tratamento de efluentes contaminados com resíduos
orgânicos é de grande relevância científica. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo
investigar a síntese de materiais nanoestruturados de carbono utilizando zeólitas como
direcionador de estruturas, “zeolite template carbons (ztc)” para posterior utilização como
adsorvente e também como material semicondutor para a fotocatálise heterogênea. Ambos os
materiais foram caracterizados em função de sua área específica, Difração de Raio-X e
microscopia eletrônica de varredura, onde os resultados mostraram que ambas as ZTCs
sintetizadas apresentaram uma estrutura do tipo 2, caracterizado por uma queima do carbono
dentro e fora dos interstícios da zeólita, onde a ZTC sintetizada com metanol apresentou uma
alta área específica de 1200 m² g-1
, e uma estrutura homogênea uniforme, enquanto a ZTC
sintetizada com acetonitrila apresentou uma área de 212 m2
g
-1
resultando em partículas mais
disformes e heterogêneas. A ZTC sintetizada com metanol foi empregada como adsorvente de
cetoprofeno em solução aquosa onde os resultados indicaram uma rápida cinética de adsorção,
e uma excelente capacidade de adsorção, de 280 mg g-1
de fármaco na temperatura de 298 K,
usando as condições experimentais de pH 5 e dosagem de adsorvente de 0,5 g L-1
. A adsorção
se mostrou exotérmica, favorável e espontânea, onde a ZTC permaneceu estável por até 5 ciclos
de reutilização. Excelentes resultados também foram encontrados no tratamento de água de rio
contaminada com diferentes fármacos, obtendo-se 84% de remoção da matriz, inclusive com
diminuição da atividade microbiana. A ZTC sintetizada com acetonitrila foi empregada na
fotocatálise heterogênea de cetoprofeno e ibuprofeno em solução aquosa, onde os resultados
indicaram que a ZTC apresentou alta eficiência na degradação dos fármacos nas condições
ótimas de reação de pH natural de 5, dosagem de catalisador de 0,1 g L
-1
e concentração inicial
do medicamento de 40 mg L
-1
. A ZTC permaneceu estável para reutilização em até 4 ciclos e
uma mineralização quase completa foi alcançada em 30 min em sistemas binários. Sendo assim,
os resultados indicaram que as ZTCs se mostraram uma solução altamente eficiente para a
remoção de fármacos, destacando seu potencial significativo no contexto do tratamento de
águas contaminadas.
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