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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Degradação da rodamina B por fotocatálise heterogênea utilizando diferentes catalisadores.
Título(s) alternativo(s): Rhodamine B degradation by heterogeneous photocatalysis using different catalysts.
Autor(es): Fonseca, Bárbara Xavier da Costa
Primeiro Orientador: Ferreira, Katiúscia Daiane
metadata.dc.contributor.referee1: Silva, Frederico Pires
metadata.dc.contributor.referee2: Goulart, Simone Machado
metadata.dc.contributor.referee3: Ferreira, Katiúscia Daiane
Resumo: O tratamento de efluentes industriais representa um problema de alta complexidade, devido a geração de resíduos que contém uma variedade de compostos orgânicos persistentes que não são removidos por processos de tratamento convencionais. Indústrias alimentícias, têxteis, de couro e pedras preciosas geram um alto volume de resíduos líquidos com forte coloração, devido a presença de corantes como a Rodamina B, que impactam fortemente o ambiente aquático. Para a degradação efetiva deste tipo de compostos orgânicos persistentes, os tratamentos químicos, especificamente os POA’s (Processos Oxidativos Avançados), vem atraindo bastante interesse. Ele tem como princípio a utilização de espécies altamente oxidantes para uma degradação efetiva do efluente a ser tratado, permitindo em muitos casos a completa mineralização desses compostos. A fotocatálise heterogênea é um tipo de POA, que tem como princípio a ativação de um semicondutor, através da luz solar ou ultravioleta, para degradação desses compostos em outros inócuos como H2O e CO2. Neste trabalho os semicondutores TiO2, Bi2O3 e Bi12TiO20, foram testados em processos de fotocatálise usando radiação UV para degradação da Rodamina B. Foram realizados testes de fotólise, adsorção e fotocatálise para cada óxido. O teste de fotólise apresentou resultado de 10% de degradação do corante apenas com a incidência luminosa, em um tempo de 120 minutos. Já os testes de adsorção, apresentaram um acúmulo de Rodamina B de 22,5% com o TiO2, 16% com o Bi2O3 e 15% com o Bi12TiO20, em um tempo de 150 minutos. Os resultados mostraram que nos ensaios de fotocatálise, o TiO2 é eficiente na adsorção e fotodegradação da Rodamina B, por apresentar grãos na ordem nanométrica, com alta área superficial, resultando em uma eliminação de 62,9% da Rodamina B da solução em 180 min. O Bi2O3 não foi tão eficiente quanto o óxido anterior no que tange a adsorção, por apresentar grãos de tamanhos micrométricos, resultando em uma eliminação de 41,2% por fotocatálise, com total de 50,8% de eliminação da Rodamina B da solução em 180 min. Para o Bi12TiO20, os grãos obtidos foram de baixa área superficial, propiciando baixa adsorção, no entanto, do ponto de vista exclusivamente da fotocatalíse, o resultado foi muito promissor, uma vez que apresentou alto percentual de degradação (46,6%), apesar da alta granulometria dos grãos, eliminando, pelos dois processos, 54,6% da Rodamina B no mesmo tempo de ensaio. Por esta razão, o teste com Bi12TiO20 foi repetido por um tempo de 8 horas, apresentando 88,6% de degradação da Rodamina B. E para que os testes de fotocatálise pudessem ser realizados, foi construído um reator fotocatalítico em MDF com 3 lâmpadas UVC instaladas em seu interior.
Abstract: The treatment of industrial effluents represents a highly complex problem, due to the generation of waste containing a variety of persistent organic compounds that are not removed by conventional treatment processes. Food, textile, leather and gemstone industries generate a high volume of liquid waste with strong coloration, due to the presence of dyes such as rhodamine B, which strongly impact the aquatic environment. For the effective degradation of this type of persistent organic compounds, the chemical treatments, specifically the POA's (Advanced Oxidative Process), have been attracting a lot of interest. The principle is the use of highly oxidizing species for an effective degradation of the effluent to be treated, allowing in many cases the complete mineralization of these compounds. The heterogeneous photocatalysis is a type of POA, which has as its principle the activation of a semiconductor, through sunlight or ultraviolet light, for the degradation of these compounds into other innocuous compounds such as H2O and CO2. In this work the semiconductors TiO2, Bi2O3 and Bi12TiO20, were tested in photocatalysis processes using UV radiation for degradation of Rhodamine B. Photolysis, adsorption and photocatalysis tests were performed for each oxide. The photolysis test presented a result of 10% of dye degradation only with the light incidence, in a time of 120 minutes. The adsorption tests showed an accumulation of Rhodamine B of 22.5% with TiO2, 16% with Bi2O3 and 15% with Bi12TiO20, in a time of 150 minutes. The results showed that in the photocatalysis assays, TiO2 is efficient in the adsorption and photodegradation of Rhodamine B, because it presents grains in the nanometric order, with high surface area, resulting in an elimination of 62.9% of Rhodamine B from the solution in 180 min. The Bi2O3 was not as efficient as the previous oxide in terms of adsorption, because it presented micrometric sized grains, resulting in an elimination of 41.2% by photocatalysis, with a total of 50.8% of Rhodamine B elimination from the solution in 180 min. For the Bi12TiO20, the grains obtained were of low surface area, providing low adsorption, however, from the point of view of photocatalysis only, the result was very promising, since it presented a high percentage of degradation (46.6%), despite the high granulometry of the grains, eliminating, by both processes, 54.6% of Rhodamine B in the same test time. For this reason, the test with Bi12TiO20 was repeated for a time of 8 hours, presenting 88.6% of Rhodamine B degradation. And so that the photocatalysis tests could be performed, an MDF photocatalytic reactor was built with 3 UVC lamps installed inside.
Palavras-chave: Fotocatálise heterogênea.
Heterogeneous photocatalysis.
Rodamina B.
Rhodamine B.
TiO2.
Bi2O3
Bi12TiO20
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Insitituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás
Sigla da Instituição: IFG
metadata.dc.publisher.department: Câmpus Itumbiara
Citação: FONSECA, Bárbara Xavier da Costa. Degradação da rodamina B por fotocatálise heterogênea utilizando diferentes catalisadores. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Licenciatura em Química) – Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás – IFG, Itumbiara, 41 p. 2023.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://repositorio.ifg.edu.br:8080/handle/prefix/1602
Data do documento: 6-Dez-2022
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