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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37555
Full metadata record
DC Field | Value | Language |
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dc.creator | Costa, Igor Geraldo Fiuza | - |
dc.date.accessioned | 2023-03-16T21:18:16Z | - |
dc.date.available | 2023-03-16T21:18:16Z | - |
dc.date.issued | 2022-12-22 | - |
dc.identifier.citation | COSTA, Igor Geraldo Fiuza. Development of a system containing titanium dioxide and algae for hexavalent chromium reduction by photocatalysis. 2022. 90 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.8022 | pt_BR |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37555 | - |
dc.description.abstract | Devido ao crescimento populacional, a fabricação de produtos tem aumentado e, consequentemente, a geração de efluentes com materiais tóxicos. Entre eles, o cromo(Cr) se destaca. Em seu estado de oxidação 6+, o cromo é tóxico e cancerígeno. Os tratamentos tradicionais de cromo demandam uma alta carga química, sendo importante a proposta de processos alternativos. Assim, os processos de fotocatálise ganharam destaque na área científica devido ao seu aspecto mais sustentável e eficiente. Em trabalho anterior, desenvolvemos um sistema híbrido de dióxido de titânio (TiO2) e a alga verde Chlorella vulgaris imobilizados em fibras ocas de alumina assimétrica para a redução de cromo hexavalente (Cr(VI)) por fotocatálise. No entanto, alguns pontos precisavam ser melhorados e, por isso, decidimos focar em duas áreas diferentes: o TiO2 e o reator. Para o TiO2, as partículas foram dopadas com nanopartículas de Ag a fim de reduzir o band-gap do catalisador utilizando um processo simples e ultrassom. Além disso, as partículas produzidas foram imobilizadas interna e externamente em uma membrana de fibra oca de alumina. Os experimentos foram realizados em um reator do tipo raceway utilizando a luz solar como fonte de energia e as microalgas Scenedesmus acutus e Scenedesmus obliquus. Para a análise da influência do oxigênio dissolvido, foi utilizado um sistema sob agitação magnética, injeção de oxigênio e nitrogênio e a comparação entre a eficiência do TiO2 e da alga a 1 g/L. A metodologia ultrassônica produziu partículas de AgNP-TIO2 com teor de 5 a 50% em peso de teor de Ag. Embora o conteúdo de Ag das partículas de AgNP40-TiO2 e do AgNP50-TiO2 tenham sido maiores, a eficiência dessas partículas é reduzida devido à oxidação do Ag. As metodologias de imobilização produziram fibras ocas com partículas imobilizadas. As partículas dispersas e imobilizadas tiveram desempenho semelhante. No entanto, após 10 ciclos de 12 h de reutilização, as partículas imobilizadas tiveram um desempenho superior, sendo uma boa alternativa para redução de custos. A penetração da luz solar no reator raceway seguiu a lei de Beer Lambert. A correlação entre o coeficiente de absorção específico e a concentração de alga foi determinada. Para condições de concentração inicial de Cr(VI) de 1, 5 e 10 g/L, pH 3 e 8, concentração de alga de 0,5 e 1g/L, Scenedesmus acutus e Scenedesmus obliquus e iluminação baixa e alta para experimentos de 3 h, a espécie de cultivo de algas foi o único fator que não apresentou influência significativa para a fotoredução do Cr(VI). A partir das melhores condições obtidas de pH 3, 0.5 g/L S. obliquus e alta intensidade luminosa, utilizando 50 mg/L de Cr(VI) foi possível obter uma redução de 44.43% e um gradiente de redução de 22.22 mg/L Cr(VI). A concentração de oxigênio dissolvido não influenciou a aplicação de TiO2 enquanto a condição anaeróbica favoreceu o processo com alga. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | pt_BR |
dc.language | eng | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Uberlândia | pt_BR |
dc.rights | Acesso Embargado | pt_BR |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | * |
dc.subject | cromo | pt_BR |
dc.subject | dióxido de titânio | pt_BR |
dc.subject | prata | pt_BR |
dc.subject | nanopartículas | pt_BR |
dc.subject | dopagem | pt_BR |
dc.subject | fibra oca | pt_BR |
dc.subject | fotocatálise | pt_BR |
dc.subject | alga verde | pt_BR |
dc.subject | reator raceway | pt_BR |
dc.title | Development of a system containing titanium dioxide and algae for hexavalent chromium reduction by photocatalysis | pt_BR |
dc.title.alternative | Desenvolvimento de sistema contendo dióxido de titânio e algas para a redução de crômo hexavalente por fotocatálise | pt_BR |
dc.type | Tese | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Batista, Fabiana Regina Xavier | - |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4004159087502076 | pt_BR |
dc.contributor.advisor2 | Reis, Miria Hespanhol Miranda | - |
dc.contributor.advisor2Lattes | http://lattes.cnpq.br/2087228956469914 | pt_BR |
dc.contributor.referee1 | Fernández, Francisco Gabriel Acién | - |
dc.contributor.referee1Lattes | https://orcid.org/0000-0002-8434-0365 | pt_BR |
dc.contributor.referee2 | Moraes, Ângela Maria | - |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/3608822139816010 | pt_BR |
dc.contributor.referee3 | Monte, Adamo Ferreira Gomes do | - |
dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/2149564760914561 | pt_BR |
dc.contributor.referee4 | Ferreira, Juliana de Souza | - |
dc.contributor.referee4Lattes | http://lattes.cnpq.br/3559717674809595 | pt_BR |
dc.creator.Lattes | https://lattes.cnpq.br/5905561055978269 | pt_BR |
dc.description.degreename | Tese (Doutorado) | pt_BR |
dc.description.resumo | Due to population growth, the manufacture of products has increased and, consequently, the generation of effluents with toxic materials. Among them, chromium(Cr) stands out. In its 6+ oxidation state, chromium is toxic and carcinogenic. Traditional chromium treatments demand a high chemical load, and it is important to propose alternative processes. Thus, photocatalysis processes have gained prominence in the scientific area due to their more sustainable aspect and good yield. In a previous work, we developed a hybrid system of titanium dioxide (TiO2) and the green alga Chlorella vulgaris immobilized in hollow asymmetric alumina fibers for the reduction of hexavalent chromium (Cr(VI)) by photocatalysis. However, some points needed to be improved, so we decided to focus on two different areas: TiO2 and the reactor. For TiO2, the particles were doped with Ag nanoparticles to reduce the bandgap of the catalyst using a simple process and the use of ultrasound. Furthermore, the produced particles were internally and externally immobilized on a hollow alumina fiber membrane. Finally, for the reactor, the experiments were carried out in a raceway reactor using sunlight as an energy source and the microalgae Scenedesmus acutus and Scenedesmus obliquus. For the influence of dissolved oxygen, a system under magnetic stirring, injection of oxygen and nitrogen and the comparison between the efficiency of TiO2 and that of seaweed were used at 1 g/L. The ultrasonic methodology produced AgNP-TIO2 particles with a content of 5 to 50% by weight of Ag content. Although the Ag content of AgNP40-TiO2 and AgNP50-TiO2 particles were higher, the efficiency of these particles is reduced due to Ag oxidation. Immobilization methodologies produced hollow fibers with immobilized particles. Dispersed and immobilized particles performed similarly. However, after 10 cycles of 12 h of reuse, the immobilized particles had a superior performance, being a good alternative for cost reduction. The penetration of sunlight into the raceway reactor followed Beer Lambert's law. The correlation between the specific absorption coefficient and the algal concentration was determined. For conditions of initial Cr(VI) concentration of 1, 5 and 10 g/L, pH 3 and 8, algal concentration of 0.5 and 1g/L, Scenedesmus acutus and Scenedesmus obliquus and low and high lighting for 3 h, the species of algal cultivation was the only factor that did not present a significant influence on Cr(VI) photoreduction. From the best pH 3 conditions, 0.5 g/L S. obliquus and high light intensity, using 50 mg/L of Cr(VI) it was possible to obtain a reduction of 44.43% and a reduction gradient of 22.22 mg/L Cr(VI). The dissolved oxygen concentration did not influence the application of TiO2 while the anaerobic condition favored the process with seaweed | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Engenharia Química | pt_BR |
dc.sizeorduration | 90 | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA::MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL E DE FERMENTACAO | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::METABOLISMO E BIOENERGETICA | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::FOTO-QUIMICA INORGANICA | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::AGUA | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS::CERAMICOS | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::TRATAMENTOS E APROVEITAMENTO DE REJEITOS | pt_BR |
dc.embargo.terms | Publicação em periódicos | pt_BR |
dc.identifier.doi | http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.8022 | pt_BR |
dc.orcid.putcode | 131009401 | - |
dc.crossref.doibatchid | 12e4aaaf-e831-4110-9b63-c714e933ab21 | - |
dc.subject.autorizado | Engenharia Química | pt_BR |
Appears in Collections: | TESE - Engenharia Química |
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