Publicação: Materiais de óxido de nióbio para fotodegradação de contaminantes emergentes
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA
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Resumo
O tratamento dos recursos hídricos no planeta é uma ação fundamental para a manutenção
da fauna e flora especialmente marinhas. Entretanto, o desenvolvimento humano, e a
exigência pelo atendimento de demandas de certos setores da indústria como a indústria
farmacêutica e têxtil acarreta na geração de efluentes ricos em poluentes orgânicos
persistentes (POPs), que a depender de sua natureza química, podem interferir em
diversos processos químicos desses ambientes, como os processos fotoquímicos em casos
de espécies químicas que absorvem radiação UV-Vis, como a Rodamina-B e a Amilorida.
A presença desses poluentes em água, acarreta em impactos significativos para o
ecossistema onde estão inseridos, o que torna necessário o estudo de mecanismos para
combater ou reduzir os efeitos nocivos consequentes dessas espécies químicas em meio
hídrico. Uma forma de tratar esses efluentes é pelo processo de fotodegradação, que
consiste na excitação de um semicondutor com radiação UV-Vis que promove a
degradação de espécies químicas na interface sólido-líquido do sistema. O óxido de
nióbio (Nb2O5) vem sendo apresentado como material promissor para o emprego nesse
processo. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi sintetizar, caracterizar e avaliar
a capacidade fotocatalítica de materiais de Nb2O5 na sua fase pseudohexagonal (TTNb2O5) obtidos a partir de diferentes precursores, o pentacloreto de nióbio e o oxalato
amoniacal de nióbio, pelo método hidrotérmico de micro-ondas (HM). Dentre os
materiais de interesse, a amostra de Nb2O5 preparada a partir do pentacloreto de nióbio,
se mostrou inativa, enquanto o Nb2O5 preparado a partir do precursor oxalato amoniacal
de nióbio, apresentou resultados promissores na fotodegradação dos poluentes em
questão, com constantes cinéticas dos processos, de pelo menos 8,61 vezes maior que a
Rodamina-B isolada e 6,75 vezes maior que a Amilorida isolada, levando a degradação
completa da amilorida em 30 minutos. Além disso, os resultados obtidos na
fotodegradação indicam que os resíduos do precursor são grupos funcionais que
contribuem para o mecanismo de fotocatálise
Abstract
The treatment of water resources on the planet is a fundamental action for the
maintenance of fauna and flora, especially marine ones. However, human development,
and the requirement to meet the demands of certain industry sectors such as the
pharmaceutical and textile industries, results in the generation of effluents rich in
persistent organic pollutants (POPs), which, depending on their chemical nature, can
interfere with several chemical processes in these environments, such as photochemical
processes in cases of chemical species that absorb UV-Vis radiation, such as RhodamineB and Amiloride. The presence of these pollutants in water leads to significant impacts
on the ecosystem in which they are located, which makes it necessary to study
mechanisms to combat or reduce the harmful effects resulting from these chemical
species in the water environment. One way to treat these effluents is through the
photodegradation process, which consists of exciting a semiconductor with UV-Vis
radiation that promotes the degradation of chemical species at the system's solid-liquid
interface. Niobium oxide (Nb2O5) has been presented as a promising material for use in
this process. Therefore, the objective of the present work was to synthesize, characterize
and evaluate the photocatalytic capacity of Nb2O5 materials in their pseudohexagonal
phase (TT-Nb2O5) obtained from different precursors, niobium pentachloride and
niobium ammonium oxalate, by the method of microwave hydrothermal (HM). Among
the materials of interest, the sample of Nb2O5 prepared from niobium pentachloride,
proved to be inactive, while the Nb2O5 prepared from the precursor niobium ammonium
oxalate, showed promising results in the photodegradation of the pollutants in question,
with constant kinetics of the processes, at least 8.61 times greater than Rhodamine-B
alone and 6.75 times greater than Amiloride alone, leading to complete degradation of
amiloride in 30 minutes. Furthermore, the results obtained in photodegradation indicate
that the precursor residues are functional groups, which contributes to the photocatalysis
mechanism.
Palavras-chave
Nb2O5, micro-ondas, fotocatálise, poluentes orgânicos, microwave, organic pollutants, photocatalysis
Citação
CASTRO, Iury Horran Pereira. Materiais de óxido de nióbio para fotodegradação de contaminantes emergentes. 2024. 60 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química Industrial) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024.
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