Use este identificador para citar ou linkar para este item:
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/28682
Tipo do documento: | Tese |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Título: | Síntese e aplicação de hexacianoferrato de zinco e seus nanocompósitos à base de nanoestruturas de carbono na degradação de contaminantes emergentes |
Título(s) alternativo(s): | Synthesis and application of zinc hexacyanoferrate and its nanocomposites based on carbon nanostructures in the degradation of emerging contaminants |
Autor(es): | Nossol, Arlene Bispo dos Santos |
Primeiro orientador: | Batista, Alex Domingues |
Primeiro coorientador: | Nossol, Edson |
Primeiro membro da banca: | Lopes, Osmando Ferreira |
Segundo membro da banca: | Faria, Anizio Marcio de |
Terceiro membro da banca: | Tiburtius, Elaine Regina Lopes |
Quarto membro da banca: | Rossi, Alexandre |
Quinto membro da banca: | Petruci, João Flávio da Silveira |
Resumo: | Esse trabalho envolve a síntese e caracterização do hexacianoferrato de zinco (HCFZn) e seus respectivos compósitos, o hexacianoferrato de zinco/óxido de grafeno (HCFZn/OG) e o hexacianoferrato de zinco/natotubos de carbono (HCFZn/NTC), visando a aplicação como fotocatalisadores na degradação do paracetamol e da ranitidina. Os resultados obtidos por difratometria de raios X revelaram que todas as amostras possuem uma mesma estrutura cristalina romboédrica sendo indexada a fórmula ZnII3[FeIII(CN)6]2. A partir dos resultados obtidos pela espectroscopia IV, pode-se observar as bandas características do hexacianoferrato (HCF) nas regiões de 2187/2101 cm-1 (νC≡N); 553 cm-1 (δFe-CN) e 439 cm-1 (νFe-C). Além disso, utilizando a espectroscopia Raman, confirmou-se a presença dos materiais de carbono, com observação das bandas características D e G. Nas imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi possível observar micropartículas de HCFZn (~2,0 µm), as quais diminuem de tamanho na presença dos nanomateriais de carbono. A degradação dos poluentes foi acompanhada através da técnica de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), sendo que o valor de pH e massa dos catalisadores foram avaliados utilizando um planejamento fatorial 22 com ponto central em triplicata para cada composto. A melhor condição de degradação estabelecida para o HCFZn (massa de 5,0 mg e pH 6,0) degradou 78% do paracetamol e 66 % da ranitidina. Porém, para os nanocompósitos HCFZn/OG e HCFZn/NTC, resultados superiores a 90% de degradação, para ambos os fármacos foram alcançados nestas mesmas condições, com exceção do HCFZn/NTC na degradação da ranitidina, em que o menor valor de pH (2,0) foi a condição mais adequada. Os resultados de degradação obtidos podem ter origem na alta área superficial apresentada pelo HCFZn (896 m2 g-1) e os respectivos nanocompósitos HCFZn/OG (692 m2 g-1) e HCFZn/NTC (473 m2 g-1). O melhor desempenho apresentado pelos nanocompósitos também pode decorrer da alta capacidade de adsorção dos materiais de carbono e também devido a um aumento da taxa de transferência eletrônica, com consequente favorecimento do processo redox e maior eficiência na separação dos pares elétron/buraco. |
Abstract: | This work involves the synthesis and characterization of zinc hexacyanoferrate (HCFZn) and their respective composites, zinc hexacyanoferrate/graphene oxide (HCFZn/OG) and zinc hexacyanoferrate/carbon natotubes (HCFZn/NTC) aiming the application of these materials as photocatalysts in the degradation of paracetamol and ranitidine. The results obtained by X-ray diffraction revealed that all samples have the same rhombohedral crystal structure indexed to the ZnII3[FeIII(CN)6]2 formula. From the results obtained by IR spectroscopy, the characteristic bands of hexacyanoferrate can be observed in the regions of 2187/2101 cm-1 (νC≡N), 553 cm- 1, (δFe-CN) and 439 cm-1 (δFe-C). In addition, using Raman spectroscopy confirmed the presence of carbon materials, by observation of the characteristic D and G bands. In the images obtained by scanning electron microscopy (SEM) it was possible to observe HCFZn microparticles (~2.0 µm), which decrease in size in the presence of carbon nanomaterials. The degradation of the pollutants was monitored by high performance liquid chromatography, and the pH value and mass of the catalysts were evaluated using a triplicate central point factorial design 22 for each compound. The best degradation condition obtained for pure HCFZn led to a degradation of 78% of paracetamol and 66% of ranitidine, employing the mass of 5.0 mg and pH= 6.0. However, for HCFZn/OG and HCFZn/NTC nanocomposites results superior than 90% of degradation for both drugs were achieved under the same conditions, except for HCFZn/NTC in ranitidine degradation, where the lowest pH value (2.0) was the most appropriate condition. The excellent degradation results obtained may originate from the high surface area presented by HCFZn (896 m2 g-1) and the respective HCFZn/OG (692 m2 g-1) and HCFZn/NTC (473 m2 g- 1) nanocomposites. The better performance presented by nanocomposites may be due to the high adsorption capacity of the carbon materials and also to an increase of the electronic transfer rate, with consequent favoring of the redox process and higher efficiency in the electron/hole pair separation. |
Palavras-chave: | Análogo do Azul da Prússia Prussian blue analog Degradação Degradation Paracetamol Acetaminophen Ranitidina Ranitidine Fotocatálise heterogênea Heterogeneous photocatalysis Planejamento fatorial Factorial design |
Área(s) do CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editora: | Universidade Federal de Uberlândia |
Programa: | Programa de Pós-graduação em Química |
Referência: | NOSSOL, Arlene Bispo dos Santos. Síntese e aplicação de hexacianoferrato de zinco e seus nanocompósitos à base de nanoestruturas de carbono na degradação de contaminantes emergentes. 2020. 122 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.160. |
Identificador do documento: | http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.160 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/28682 |
Data de defesa: | 31-Jan-2020 |
Aparece nas coleções: | TESE - Química |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
SinteseAplicacaoHexacianoferrato.pdf | Tese | 3.85 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.