dc.creator | Netto, Matias Schadeck | |
dc.date.accessioned | 2024-03-11T13:11:39Z | |
dc.date.available | 2024-03-11T13:11:39Z | |
dc.date.issued | 2024-02-28 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/31641 | |
dc.description.abstract | The search for new materials for the treatment of effluents contaminated with organic waste is
of great scientific relevance. Therefore, this work aimed to investigate the synthesis of
nanostructured carbon materials using zeolites as a structured guide, “zeolite template carbons
(ztc)” for later use as an adsorbent and a semiconductor material for heterogeneous
photocatalysis. Both materials were characterized based on their surface area, X-ray diffraction,
and scanning electron microscopy, where the results showed that both synthesized ZTCs
presented a type 2 structure characterized by carbon burning inside and outside the interstices.
Of zeolite, where the ZTC synthesized with methanol presented a high surface area of 1200 m²
g
-1
and a uniform homogeneous structure, while the ZTC synthesized with acetonitrile
presented an area of 212 m2
g
-1
resulting in more misshapen and heterogeneous particles. ZTC
synthesized with methanol was used as an adsorbent for ketoprofen in aqueous solution where
the results indicated fast adsorption kinetics and an excellent adsorption capacity of 280 mg g1
of drug at a temperature of 298 K, using the experimental conditions of pH five and adsorbent
dosage of 0.5 g L-1
. The adsorption proved exothermic, favorable, and spontaneous, where the
ZTC remained stable for up to 5 reuse cycles. Excellent results were also found in treating river
water contaminated with different drugs, obtaining 84% matrix removal and decreasing
microbial activity. ZTC synthesized with acetonitrile was used in the heterogeneous
photocatalysis of ketoprofen and ibuprofen in aqueous solution, where the results indicated that
ZTC showed high efficiency in the degradation of drugs under the optimal reaction conditions
of natural pH 5, catalyst dosage of 0.1 g L-1
and initial drug concentration of 40 mg L-1
. ZTC
remained stable for reuse up to 4 cycles, and almost complete mineralization was achieved
within 30 min in binary systems. Therefore, the results indicated that ZTCs proved to be a
highly efficient solution for effectively removing drugs, highlighting their significant potential
in treating contaminated water. | 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 | Materiais nanoestruturados de carbono | por |
dc.subject | Zeólitas como direcionador de estrutura | por |
dc.subject | Nanostructured carbon materials | eng |
dc.subject | zeolites as a structure director | eng |
dc.title | Materiais nanoestruturados de carbono utilizando zeólitas como direcionador de estrutura | por |
dc.title.alternative | Nanostructured carbon materials using zeolites as a structure director | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | 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. | por |
dc.contributor.advisor1 | Dotto, Guilherme Luiz | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5412544199323879 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Jahn, Sérgio Luiz | |
dc.contributor.referee1 | Rhoden, Cristiano Rodrigo Bohn | |
dc.contributor.referee2 | Peres, Enrique Chaves | |
dc.contributor.referee3 | Ketzer, Felipe | |
dc.contributor.referee4 | Oliveira, Jivago Schumacher de | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/2589435167889575 | 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 |