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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Degradação de paracetamol empregando tecnologia oxidativa avançada baseada em fotocatálise heterogênea usando irradiação artificial e solar
metadata.dc.creator: França, Marcela Dias
metadata.dc.contributor.advisor1: Machado, Antonio Eduardo da Hora
metadata.dc.contributor.referee1: Trovó, Alam Gustavo
metadata.dc.contributor.referee2: Miranda, Jacques Antonio de
metadata.dc.description.resumo: No presente trabalho avaliou-se a oxidação e a mineralização do paracetamol, baseada em processos oxidativos avançados, via fotocatálise heterogênea. Estudou-se a ação de dois fotocatalisadores: dióxido de titânio, e um compósito baseado na associação entre o dióxido de titânio e o corante ftalocianina de zinco. Inicialmente foram realizados experimentos em escala de laboratório, com irradiação artificial usando lâmpada de vapor de mercúrio de alta pressão, de 400 W. Trabalhou-se com 4 L de solução contendo 10 mg L-1 de paracetamol e 100 mg L-1 do fotocatalisador, avaliando-se a mineralização e a oxidação do paracetamol. Foi avaliada a influência da concentração de peróxido de hidrogênio e do pH nas reações, a fim de encontrar as melhores condições experimentais. Os melhores resultados em escala de laboratório foram obtidos em pH natural (6,80) e empregando-se 33,00 mg L-1 de peróxido de hidrogênio. Nessas condições, para o TiO2 P25, a oxidação com apenas 40 minutos de reação atingiu praticamente 100%, enquanto que a mineralização obtida com 2 h de reação foi de 78%. Para o compósito, a mineralização foi de 63% em 2h de reação, enquanto que uma oxidação de praticamente 100% foi alcançada com 60 minutos de reação. Empregando um reator CPC (concentrador parabólico composto), para uma escala de trabalho ampliada, foram realizados ensaios fotocatalíticos utilizando radiação solar como fonte de radiação e 50 L de solução aquosa contendo paracetamol. Nesses experimentos, os ensaios foram realizados em pH 3,00 e pH natural. A concentração de peróxido de hidrogênio utilizada foi de 33,00 mg L-1, adotada nos estudos em escala de laboratório. Em escala-piloto, as reações a pH 3,00 mostraram-se mais vantajosas, uma vez que em pH natural foi necessária a utilização de água deionizada no preparo da solução de paracetamol, uma vez que na água de torneira os íons carbonato presentes comprometeram a reação, muito provavelmente pelo consumo de radicais hidroxila. O compósito apresentou melhor eficiência na mineralização do paracetamol em relação aos experimentos em escala de bancada devido ao fato deste aproveitar radiação visível nos processos fotocatalíticos, aumentando a mineralização de 40% para 56%. Em pH natural, a mineralização diminuiu de 56% para 50%, e a oxidação foi mais lenta. Diante disso, em escala expandida, considerando-se uma possível aplicação em escala real, o pH 3,00 se torna mais interessante, mesmo sendo necessária sua correção antes do descarte do efluente tratado no meio ambiente.
Abstract: In this work, the oxidation and mineralization of paracetamol, based in an advanced oxidative process promoted by heterogeneous photocatalysis, was evaluated. The action of two photocatalysts (titanium dioxide, and a composite based on the association between titanium dioxide and zinc phthalocyanine dye) was studied. First of all, experiments in laboratory scale were performed using as radiation font a 400 W high pressure mercury lamp. The mineralization of paracetamol, promoted by both photocatalysts, was evaluated working with 4L of solution containing 10 mg L-1 of paracetamol and 100 mg L-1 of photocatalyst. To find the best experimental conditions, the influence of hydrogen peroxide concentration and pH was evaluated for the reactions. The best results for the reactions in laboratory scale was obtained using 33,00 mg L-1 of hydrogen peroxide in natural pH (6,80). Under these conditions, 100% oxidation was reached in just 40 minutes of reaction using TiO2 P25, while the mineralization was 78%. Using the composite, the mineralization was 63% in 2 hours of reaction and a oxidation of almost 100% was reached after 60 minutes. A CPC reactor (compound parabolic concentrator) was employed in the expanded work scale, using the sun as irradiation source. In this case the experiments were performed using 50 L of aqueous solution containing 10 mg L-1 of paracetamol and 100 mg L-1 of photocatalyst. The assays were done at pH 3,00 and natural pH (6,80). The used concentration of hydrogen peroxide was 33,00 mg L-1, adopted after laboratory scale studies. The reaction at pH 3,00 shows to be more advantageous, since under natural pH (6,80), the use of deionized water was necessary to prepare the solutions, probably because the deleterious action of carbonate ions, known hydroxyl radical scavengers. Using solar irradiation, the reaction mediated by the composite was more efficient when compared with the assays under laboratory scale since the composite presents the advantage of promoting a better use of visible radiation. Under these conditions, the mineralization increased from 40% to 56% under pH 3,00. At natural pH the oxidation occurred more slowly and the mineralization decreased from 56% to 50%. Thus, the use of pH 3,00 will be more interesting in real scale applications, even if it is necessary the pH correction before the discard of the treated effluent to the environment.
Keywords: Físico-química
Fotocatálise
Química
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Ubelândia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Química
Citation: FRANÇA, Marcela Dias. Degradação de paracetamol empregando tecnologia oxidativa avançada baseada em fotocatálise heterogênea usando irradiação artificial e solar. 2011. 122 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17572
Issue Date: 29-Jul-2011
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Química

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