doctoralThesis
Síntese e caracterização do sistema óxido de grafeno reduzido – óxido de cobalto e seu comportamento adsortivo frente ao corante aniônico indosol blue
Registro en:
ASSIS, Aluiz Magno Alves Dímpino de. Síntese e caracterização do sistema óxido de grafeno reduzido – óxido de cobalto e seu comportamento adsortivo frente ao corante aniônico indosol blue. 2020. Tese (Doutorado em Ciência de Materiais) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2020.
Autor
ASSIS, Aluiz Magno Alves Dímpino de
Institución
Resumen
O presente trabalho consiste da síntese do óxido de grafeno reduzido (OGR), óxido de cobalto (Co₃O₄) e do híbrido de OGR-Co₃O₄. O OGR foi obtido pelo método Hummers-Offeman, enquanto que o Co₃O₄ e o híbrido foram obtidos pelos métodos de coprecipitação seguido de tratamento térmico. Os materiais preparados foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, termogravimetria, espectroscopia de infravermelho e difração de raios X. Os resultados das caracterizações mostraram que foi possível sintetizar o híbrido OGRCo₃O₄ e seus constituintes separadamente. Além das caracterizações analíticas, óxido de grafeno reduzido, óxido de cobalto e o híbrido OGR-Co₃O₄ tiveram suas áreas superficiais determinadas pelo método BET cujos valores foram 246,1, 47,90 e 91,97 m²/g, respectivamente. O híbrido OGR-Co₃O₄ apresentou valor de ponto de carga zero (PCZ) igual a 1,64 e melhor adsorção para pH abaixo de 7. O híbrido sintetizado foi usado para investigar o processo adsortivo frente a um corante aniônico, o Indosol Blue. Além disso, o equilíbrio de adsorção, a cinética de adsorção e os parâmetros termodinâmicos foram estudados. O equilíbrio de adsorção foi realizado nas temperaturas de 27, 35 e 45ºC em pH 3,5 e faixa de concentração de 5 a 60 mg/L de corante com melhor adsorção de 794 mg/g para a temperatura de 27 °C. A cinética de adsorção mostrou uma adsorção máxima de 600 mg/g em 24 h de contato para concentração de 60 mg/L de corante com melhor modelagem para o modelo de Elovich. O estudo dos parâmetros termodinâmicos (ΔH°, ΔS°, ΔG°) revelaram que o processo de adsorção é exotérmico e espontâneo. O híbrido mostrou possuir um potencial como adsorvente, no entanto, possui limitações para processos adsortivos em meios ácidos devido à presença de metais. CNPq The present work synthesized or reduced graphene oxide (rGO), cobalt oxide (Co₃O₄) and a hybrid of rGO- Co₃O₄. rGO was used by the Hummers-Offeman method, while Co3O4 and the hybrid were used by coprecipitation methods followed by heat treatment. The selected and hybrid materials were characterized by scanning electron microscopy, thermogravimetry, infrared spectroscopy and X-ray diffraction. The results of the displayed characterizations that were possible to be synthesized or rGO- Co₃O₄hybrids and their own values. In addition to the analytical characteristics, reduced graphene oxide, cobalt oxide and OGR- Co₃O₄ hybrid had their surface areas applied by BET whose values were 246.1 m²/g, 47.90 m²/g and 91.97 m²/g, respectively. The rGO- Co₃O₄ hybrid also had the zero charge point (PCZ) investigated, or what was the value equal to 1.64 and the best adsorption for pH below 7. The synthesized hybrid was used to investigate the adsorptive process before a dye anionic, Indosol Blue. In this investigation, the adsorption balance, adsorption kinetics and thermodynamic parameters were studied. The adsorption equilibrium was carried out at temperatures of 27, 35 and 45ºC at pH 3.5 and a concentration range of 5 to 60 mg/L of dye with better adsorption of 794 mg/g for a temperature of 27 ° C. A kinetics adsorption showed a maximum adsorption of 600 mg/g in 24 h of contact for a concentration of 60 mg / L of dye with better modeling for the Elovich model. The study of thermodynamic parameters (ΔH°, ΔS°, ΔG°) revealed that the adsorption process is exothermic and spontaneous. The hybrid has a potential as an adsorbent, however, it has permissions for adsorptive processes in media caused due to the presence of metals.