Modificação de argila bentonita com pentóxido de nióbio para remediação de efluentes têxteis

dc.contributorFujiwara, Sérgio Toshio
dc.contributor13660794856
dc.contributorhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798192E1&tokenCaptchar=03AGdBq27HnA1PBH_qs3FDu-OCjNL9lnrnKmDYCbwlPcRkuG0ozHaVXZLXc-0HwRlV5-P8rcq_k9wGwCkRE_JDFtJw5kTjwMe-6MoGauwZO4jdDk_eTUb5SQI5DZ-tbZwuaTg3C_e9H7UzIIqhVBdnILk47osWn7SXruc7FgNMn4T4GHVm7jSer96l7-ZaVFm2UrC1nlMUX_gVltMXYR7tVE_edD9JHaI7FkyCtAcG1ezjYpYHzkSChWbLXxL8OtZlMlufm2bDD0we_06DTpl1DzWZ724rjr8z_OLQdl2wtZbu0lftmadsFZcXDW_y4HCsLRgcVtDTVPpf6ZFJ9z1XbTtb2I_16YKITxweQWXRpGPAxhWllpP5VzI2uprJiPPIbyzfje3K3_y_vaWwp9BdSR0TvUhwxen0pv9nVWseEX4jriIBH14usif498Y0hB8aMnC-6RSPX7JTGHP7gV7U2NbKo-4hn4KnDNbaM1u5i444AbLssgU5c0s_WXZASFrPl1rzuaC0ecqlo2ARjQho0UnYcQqQ1N9J0Q
dc.contributorKloss, Juliana Regina
dc.contributor02300177978
dc.contributordMQATFALRjZrNPX0QkWUv0VGWHgxulyUknnVmNrEqFE_AFLfhyLpvdgGTAthScgmy_FkBdRqMAyt0cATMlzSQrQ6ZikHLswZZqULekCbIjcARbuJTyQwxpPgc4aNFzweHnuaBPJNkaRVBcCrLeMbSiXTQBQJsN
dc.contributorWohnrath, Karen
dc.contributor09719000864
dc.contributorTiburtius, Elaine Regina Lopes
dc.contributor02986998933
dc.contributorSauer, Elenise
dc.contributor55970044920
dc.contributorFelsner, Maria Lurdes
dc.contributor82840857987
dc.contributorUniversidade Estadual de Ponta Grossa
dc.contributorUniversidade Estadual de Ponta Grossa
dc.contributorUniversidade Tecnológica Federal do Paraná
dc.contributorUniversidade Estadual do Centro Oeste
dc.creatorLacerda, Elenice Hass Caetano
dc.date2020-10-28T21:14:28Z
dc.date2020-10-28
dc.date2020-10-28T21:14:28Z
dc.date2020-02-13
dc.date.accessioned2023-08-31T23:34:19Z
dc.date.available2023-08-31T23:34:19Z
dc.identifierLACERDA, Elenice Hass Caetano. Modificação de argila bentonita com pentóxido de nióbio para remediação de efluentes têxteis. 2020. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2020.
dc.identifierhttp://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3215
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8568097
dc.descriptionIn recent decades, large amounts of effluents have been discarded by the textile sector, representing a severe environmental threat by water pollution. Conventional methods have limited effectiveness in the treatment of these effluents and, consequently, new alternatives have been pursued. In this context, the Advanced Oxidation Process (AOP) stands out due to its high efficiency in industrial effluent remediation. However, AOP with the powder catalyst has not been successfully employed at an industrial scale. A new host of matrix alternatives have attracted the interest of scientists, specifically clay minerals due to their low cost, vast world reserves, and environment-friendly credentials. Clay minerals present unique features related to their composition, such as high adsorption capacity and a crystalline structure. These properties highlight such materials as potential new host matrixes for semiconductors that favor heterogeneous catalysis. In this study, Niobium pentoxide (Nb2O5) on a bentonite clay-host matrix was employed as a catalyst for QR-19 blue dye photo degradation by a heterogeneous catalysis process. The modified bentonite clay was supported on microscopic blades and in a pastille form, both forms were tested on the degradation process of QR-19 blue dye solution for a maximum period of five hours. The structures of the resulting bentonite/Niobium systems were examined under a number of methods: X-ray diffraction, Fourier-transform infrared spectroscopy, 27Al and 29Si Solid-State Nuclear Magnetic Resonance, Field Emission Scanning Electron Microscopy, Zeta Potential, and Diffuse Reflectance UV-Vis spectroscopy. The results indicate that the Nb2O5 was successfully supported on the surface of the bentonite clay matrix. The photo degradation tests suggest the reduction of maximum adsorption bands (594 nm) after 60 minutes. The bands referring to aromatic groups (300 nm) disappear almost entirely after 80 minutes, even for tests in the absence of hydrogen peroxide. Bentonite clay is also responsible for the reduction of electron-hole pair recombination, therefore increasing the photocatalytic efficiency. Consequently, the use of H2O2 is expendable. Based on these results, it is possible to state that the innovative bentonite/Niobium material performs as a photocatalyst with high efficiency. The exciting results of these proposed materials offer a cost effective alternative for the remediation process of textile dyes.
dc.descriptionNas últimas décadas, grandes quantidades de efluentes têxteis tem sido descartados, representando ameaça ambiental em termos de poluição de água. Os tratamentos convencionais para esses efluentes não são eficazes, de tal modo que novas alternativas são constantemente desenvolvidas, onde se destacam os processos oxidativos avançados (POAs). A fotocatálise heterogênea é um dos POAs mais estudados e, é bastante eficiente para o tratamento de efluentes industriais. No entanto, o uso de catalisadores em forma em pó dificulta a sua aplicação em escala industrial. Nesse contexto, a busca por materiais como suporte de catalisadores é de grande importância e os argilominerais tem recebido destaque nos últimos anos por não serem nocivos ao meio ambiente, apresentarem baixo custo de extração e devido suas grandes reservas mundiais. Os argilominerais têm características importantes relacionadas à sua composição, tais como, alta capacidade de adsorção e estrutura cristalina, propriedades estas que permitem sua aplicação como matriz hospedeira para semicondutores, o que favorece sua aplicação em fotocatálise heterogênea. No presente trabalho, o pentóxido de nióbio (Nb2O5) suportado na argila bentonita foi usado como catalisador para promover a degradação do corante têxtil azul QR-19 através do processo de fotocatálise heterogênea. A bentonita modificada foi imobilizada em lâminas microscópicas e na forma de pastilhas, sendo ambas as formas testadas no processo de degradação da solução de corante azul QR-19 em um reator fotoquímico durante em tempo máximo de cinco horas. Os sistemas bentonita/nióbio obtidos foram estruturalmente caracterizados por análises de difração de raios X, espectroscopia de absorção de na região do infravermelho com transformada de Fourier, ressonância magnética nuclear do estado sólido referente aos átomos 27Al e de 29Si, microscopia eletrônica de varredura com efeito de campo, potencial zeta e reflectância difusa, UV-Vis. Através das técnicas de caracterização utilizadas observou-se que o Nb2O5 foi eficientemente suportado na superfície da estrutura cristalina da bentonita. Em relação ao teste de fotodegradação, os resultados obtidos sugerem uma diminuição da banda de absorção máxima (594 nm) responsável pela coloração em 1 hora. Por sua vez, a banda característica dos grupos aromáticos (300 nm) desaparece quase totalmente após 1 hora e 20 minutos de experimento, mesmo na ausência de peróxido de hidrogênio (H2O2), evidenciando que durante a reação de fotocatálise, a argila bentonita pode também diminuir a recombinação dos pares elétron-buraco. Portanto, a eficiência fotocatalítica aumenta, sendo desnecessário o uso de H2O2. Sendo assim, o material inovador argila bentonita/pentóxido de nióbio destacou-se por sua alta eficiência como fotocatalisador aliada a um baixo custo econômico, oferecendo resultados promissores para aplicação em processos de remediação de corante têxtil.
dc.descriptionCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Estadual de Ponta Grossa
dc.publisherBrasil
dc.publisherDepartamento de Química
dc.publisherPrograma Associado de Pós-Graduação em Química - Doutorado
dc.publisherUEPG
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectFotocatálise heterogênea
dc.subjectNb2O5 imobilizado
dc.subjectremediação
dc.subjectcorante
dc.subjectargila bentonita
dc.subjectrecombinação par elétron buraco
dc.subjectheterogeneous catalysis supported
dc.subjectcatalysis supported Nb2O5
dc.subjectremediation
dc.subjectdye
dc.subjectbentonite clay
dc.subjectelectron-hole pair recombination
dc.subjectCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
dc.titleModificação de argila bentonita com pentóxido de nióbio para remediação de efluentes têxteis
dc.typeTese


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