Search

Orientador: Wilson de Figueiredo Jardim Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Doutorado

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:26:13Z No. of bitstreams: 1 Wilson Nunes de Almeida Guerra.pdf: 3237523 bytes, checksum: d8aed19e2faf14c5b924704019c044eb (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:26:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wilson Nunes de Almeida Guerra.pdf: 3237523 bytes, checksum: d8aed19e2faf14c5b924704019c044eb (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico In this work, the degradation of Indigo Carmine (IC) dye and commercial pesticides Tamaron (active ingredient methamidophos) and Lannate (active ingredient methomyl) were evaluated using Fe/TiO2 in a photocatalytic process under visible and/or solar radiation. Fe/TiO2 catalysts were prepared by impregnation of uncalcined (Ti), or calcined (Ti500), commercial TiO2 P25 using Fe(NO3)3.9H2O and FeCl3.6H2O salts. The materials were treated by drying at 100°C, some samples being subjected to calcination at 500°C, the latter being named by TiFe(X)500 or Ti500Fe(X)500, where X = N or Cl, depending on the precursor iron salt used. The IC dye was used preliminarily in different experimental conditions, aiming at the selection of the most promising catalysts. In addition to photocatalysis, other treatments, such as photolysis and adsorption, as well as H2O2/Vis, catalyst/H2O2 (in the dark) and photo-Fenton processes (catalyst/H2O2/Vis), were also tested with the IC dye. The toxicity of the dye solution was evaluated by the use of lettuce seeds (Lactuca sativa). The best results of discolouration of the IC dye by photocatalysis were obtained with the highest concentration of catalyst tested (0.1 g L-1) and for a total visible light irradiation time of 300 min, in the following order: TiFe(Cl) > Ti = TiFe(N) > TiFe(Cl)500 > TiFe(N)500. For the photo-Fenton process, and the same catalyst concentration, the most promising results were obtained with the TiFe(N) and TiFe(Cl) catalysts and with irradiation for less than 50 minutes. However, after photo-Fenton process, the solutions of the dye showed high toxicity even proceeding for up to 300 minutes, unlike the photocatalytic process that was shown to produce products with very low toxicity. For both pesticides, the optimum concentration of catalyst was 1 g L-1. After 300 min exposure to visible radiation, the methamidophos photodegradation efficiency follows the following order: Ti > TiFe(N) > TiFe(Cl) > TiFe(N)500 > TiFe(Cl)500. Superior results were achieved under sunlight after 180 min of reaction. Using the catalysts treated at 100°C, the degradation of methomyl was almost complete after 180 min of visible radiation exposure, and fairly effective (about 50% degradation) with rapid (60 minutes) results were achieved by using sunlight. The best catalysts were characterized using X-ray diffraction, adsorption/desorption of N2, atomic absorption spectroscopy, UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy and zeta potential. The diffractograms of the iron-impregnated samples did not indicate significant structural changes in relation to Ti. Iron doping reduced the specific area values in relation to Ti. The DRS results showed that the energy band gap of the Fe doped samples were lower than Ti undoped. Therefore, impregnation with iron ions contributed to photocatalysts band gap change to the visible region. There was a correlation between the zeta potential and the degradability of the compounds tested. The results showed that Fe/TiO2 catalysts treated at low temperature (100°C) are efficient in the photodegradation of recalcitrant compounds, such as pesticides and dyes Neste trabalho, foram avaliadas as degradações do corante Índigo Carmim (IC) e dos pesticidas comerciais Tamaron (princípio ativo metamidofós) e Lannate (princípio ativo metomil), utilizando Fe/TiO2 em processo fotocatalítico sob a radiação visível e/ou solar. Catalisadores de Fe/TiO2 foram preparados pela impregnação do TiO2 P25 comercial não calcinado (Ti) ou calcinado a 500oC (Ti500) utilizando os sais Fe(NO3)3.9H2O e FeCl3.6H2O. Os materiais obtidos foram tratados por secagem a 100ºC, e algumas amostras submetidas à calcinação a 500ºC, sendo estas últimas denominadas por TiFe(X)500 ou Ti500Fe(X)500, em que X = N ou Cl, dependendo do sal precursor de ferro utilizado. O corante IC foi utilizado preliminarmente em diferentes condições experimentais, visando à seleção dos catalisadores mais promissores. Além da fotocatálise, outros tratamentos como fotólise e adsorção, além das associações H2O2/Vis, catalisador/H2O2 (no escuro) e o processo foto-Fenton (catalisador/H2O2/Vis) também foram testados com o corante IC. A toxicidade da solução do corante foi avaliada por uso de sementes de alface (Lactuca sativa). Os melhores resultados de descoloração do corante IC por fotocatálise foram obtidos com a maior concentração de catalisador testada (0,1 g L-1) e por um tempo total de irradiação de luz visível de 300 min, na seguinte ordem: TiFe(Cl) > Ti = TiFe(N) > TiFe(Cl)500 > TiFe(N)500. Para o processo foto-Fenton e com a mesma concentração de catalisador, os resultados mais promissores foram com os catalisadores TiFe(N) e TiFe(Cl) e por um tempo bem menor de 50 minutos. No entanto, as soluções do corante após processo foto-Fenton apresentaram elevada toxicidade mesmo por continuação do processo por até 300 minutos, ao contrário do processo fotocatalítico que demonstrou gerar produto com baixa toxicidade. Para ambos os pesticidas, a concentração ótima de catalisador foi 1 g L-1. A eficiência de fotodegradação do metamidofós seguiu a seguinte ordem: Ti > TiFe(N) > TiFe(Cl) > TiFe(N)500 > TiFe(Cl)500 após 300 min de exposição à radiação visível. Resultados superiores foram alcançados sob a luz solar após 180 min de reação. A degradação do metomil foi quase completa para os catalisadores tratados a 100ºC e após 180 min de exposição à radiação visível e resultados bastante eficazes (cerca de 50% de degradação) e rápidos foram alcançados através do uso da luz solar por 60 min. Os melhores catalisadores foram caracterizados pelas técnicas de difração de raios-X, adsorção/dessorção de N2, espectroscopia por absorção atômica, espectroscopia de refletância difusa UV-Vis e potencial zeta. Os difratogramas das amostras impregnadas com ferro não indicaram mudanças estruturais significativas em relação ao Ti. As dopagens com Fe provocaram a redução dos valores de área específica em relação ao Ti. Os resultados de DRS mostraram que as energias de band gap das amostras dopadas com ferro foram inferiores ao Ti. Portanto, a impregnação com íons ferro contribuiu para a mudança da band gap do fotocatalisador para a região do visível. Verificou-se uma correlação entre o potencial zeta e a capacidade de degradação dos compostos testados. Os resultados mostraram que os catalisadores Fe/TiO2 tratados a baixa temperatura (100ºC) são eficientes na fotodegradação de compostos recalcitrantes, como pesticidas e corantes

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-07T19:00:58Z No. of bitstreams: 1 dissertacao daniele duo.pdf: 614342 bytes, checksum: 5e59b901e290dca6c531aa42cee1efde (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-07T19:00:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao daniele duo.pdf: 614342 bytes, checksum: 5e59b901e290dca6c531aa42cee1efde (MD5) Previous issue date: 2010-03-29 When it comes to very complex effluents and water samples or sediment contaminated sites, it is impractical or even impossible to detect the presence of all substances. The main contaminants associated with the pollution of natural waters, has the heavy metals, a class of compounds of high toxicity and are bioaccumulated in living organisms. Of these metals, copper and nickel stand out, both for its wide use in industrial processes, leading to their presence in several kinds of evictions, and by their high toxicity. The objective of this study was to determine the potential toxic effects of copper salts II and nickel II of its moisture and its complexes with EDTA compared to Daphnia similis for use in assessing the performance of the separation membrane in the treatment of effluents. In a study of toxicity, the interactions of metal with the test organisms are influenced by the species tested, the combination of metals or the composition of the aqueous medium. The ion Cu 2+ toxic than the Ni2+, and the mixture of these two ions, prevailed the result obtained for the Cu2+, due to its greater toxicity. The complexation of metals greatly reduces the potential toxic metals Quando se trata de efluentes muito complexos e de amostras de água ou de sedimento de locais poluídos, é inviável ou até mesmo impossível detectar a presença de todas as substâncias presentes. Os principais contaminantes associados à poluição das águas naturais, tem-se os metais pesados, uma classe de compostos de toxicidade elevada e que são bioacumulados nos seres vivos. Desses metais, o cobre e o níquel se destacam, tanto por seu amplo uso em processos industriais, o que acarreta sua presença em diversos tipos de despejos, quanto por sua toxicidade elevada. O objetivo deste trabalho foi determinar o potencial tóxico do sulfato de cobre e sulfato de níquel, de sua mistura e seus complexos com EDTA frente a Daphnia similis para utilização na avaliação do desempenho do processo de separação com membranas no tratamento de efluentes. Em um estudo de toxicidade, as interações do metal com o organismo-teste são influenciadas pela espécie testada, pela combinação dos metais ou pela composição do meio aquoso. O íon Cu2+ apresentou toxicidade superior ao Ni2+, sendo que na mistura desses dois íons, prevaleceu o resultado obtido para o Cu2+, decorrente de sua maior toxicidade. A complexação dos metais reduz significativamente o potencial tóxico dos metais