masterThesis
Degradação fotocatalítica de rodamina b utilizando ferritas de cobre e níquel sintetizadas pelo método de complexação combinado edta-citrato
Photocatalytic degradation of Rhodamine B using copper and nickel ferrites synthesized by the combined EDTA-Citrate complexation method
Registro en:
AZEVEDO, Ila Gabriele Diniz Dias de. Degradação fotocatalítica de rodamina b utilizando ferritas de cobre e níquel sintetizadas pelo método de complexação combinado edta-citrato. Orientador: André Luís Lopes Moriyama. 2023. 79f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.
Autor
Azevedo, Ila Gabriele Diniz Dias de
Resumen
World pollution has increased due to increasing global industrialization. The aquatic
environment is one of the most affected, with many different types of pollutants being found,
which cause variation in the original characteristics of water bodies. Dyes make up a class of
these pollutants, which have an organic nature and resistance to conventional treatments,
requiring the application of more effective processes such as Advanced Oxidative Processes
(AOP's), for the treatment of contaminated environments. AOP's cover a wide range of
processes, including methods that use semiconductor catalysts to promote the generation of
hydroxyl radicals (HO•), such as heterogeneous photocatalysis. The nature of these materials is
diverse, and spinel ferrites have these semiconductor properties, with the general formula,
MFe2O4, they are magnetic, chemically and mechanically stable, where M represent cations of
divalent metals, which can be composed of a mixture of these cations, the in order to better
adjust the properties of the materials. In this work, the study of the use of mixed ferrites of
copper and nickel (NixCu(1-x)Fe2O4) in different proportions (x = 0; 0.2; 0.8 and 1) was carried
out to photocatalytically degrade the dye Rhodamine B, simulating an industrial effluent. The
mixed copper and nickel ferrites were synthesized by the combined EDTA-Citrate
complexation method, and characterized by the techniques of XRD, Ritveld Refinement, SEMFEG, EDS, TG, FT-IR and ERD UV-Vis. Preliminary tests were proposed to evaluate the
degradation of the Rhodamine B dye, namely: self-degradation, photolysis and photocatalysis,
with the photocatalytic degradations presenting better results. Finally, the effect of reaction
parameters: catalyst load and pH on degradation was studied to establish the best reaction
conditions, which were achieved for a catalyst load of 0.62 g/L, pH = 10 and dye concentration
of 10 ppm. The samples containing the highest copper content (CuFe2O4 and Ni0.2Cu0.8Fe2O4)
obtained the best degradation results with approximately 60% removal of the Rhodamine B dye. Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq A poluição mundial tem aumentado em razão da crescente industrialização global. O
ambiente aquático é um dos mais afetados, sendo encontrados muitos tipos de poluentes
diferentes, que causam variação das características originais dos corpos hídricos. Os corantes,
compõem uma classe desses poluentes, que apresenta natureza orgânica e resistência a
tratamentos convencionais, sendo necessário a aplicação de processos mais eficazes como os
Processos Oxidativos Avançados (POA’s), para o tratamento de ambientes contaminados. Os
POA’s abrangem uma vasta gama de processos, tendo entre esses, métodos que utilizam
catalisadores semicondutores para promover a geração de radicais hidroxilas (HO), como a
fotocatálise heterogênea. A natureza desses materiais é diversa, e as ferritas de espinélio
apresentam essas propriedades semicondutoras, de fórmula geral, MFe2O4, são magnéticas,
estáveis química e mecanicamente, onde M representam cátions de metais bivalentes, que
podem ser composto por uma mistura desses cátions, a fim de melhor ajustar as propriedades
dos materiais. Neste trabalho, foi realizado o estudo do uso de ferritas mistas de cobre e níquel
(NixCu(1-x)Fe2O4), em diferentes proporções (x = 0; 0,2; 0,8 e 1), para degradar
fotocataliticamente o corante Rodamina B, simulando um efluente industrial. As ferritas mistas
de cobre e níquel foram sintetizadas pelo método de complexação combinado EDTA-Citrato, e
caracterizadas pelas técnicas de DRX, Refinamento Ritveld, MEV-FEG, EDS, TG, FT-IR e
ERD UV-Vis. Testes preliminares foram propostos para avaliação da degradação do corante
Rodamina B, sendo elas: autodegradação, fotólise e fotocatálise, tendo as degradações
fotocatalíticas apresentado melhores resultados. Por fim, foi estudado o efeito de parâmetros
reacionais: carga de catalisador e pH sobre a degradação para estabelecer as melhores condições
reacionais, que foram atingidas para a carga de catalisador de 0,62 g/L, pH = 10 e concentração
de corante de 10 ppm. As amostras contendo maior teor de cobre (CuFe2O4 e Ni0,2Cu0,8Fe2O4),
obtiveram os melhores resultados de degradação com aproximadamente 60% de remoção do
corante Rodamina B. 2024-03-08