O objetivo principal deste trabalho foi estudar a interferência de íons Cu2+ e Zn2+ na degradação do fenol pela reação de Fenton (Fe2+/Fe3+ + H2O2). Ambos os íons apresentaram efeito catalítico na reação de Fenton, porém atuam em etapas diferentes durante essa reação. Um dos primeiros intermediários da degradação, o catecol, é capaz de reduzir o Fe3+ a Fe2+, que, na presença de H2O2, cria um ciclo redox bastante eficiente. Portanto, este ciclo passa a ser o mecanismo principal da degradação térmica de fenol e seus produtos de oxidação nas etapas iniciais da reação. O íon Zn2+ interfere no tempo de persistência do catecol no meio reacional, provavelmente via estabilização do radical semiquinona correspondente. Um estudo da reação de cupro-Fenton (Cu2+ + H2O2) sugere dois possíveis papéis dos íons cobre: i) A reação de íons Cu1+ com H2O2 pode regenerar Cu2+ via uma reação análoga a de Fenton, formando radicais HO•. Na presença de um excesso de H2O2, o radical HO• pode ser consumido por outra molécula de H2O2 para produzir HOO•- e O2•-, (ii) Na etapa final da reação, quando o ferro(III) da solução é complexado na forma de ferrioxalato, os íons cobre assumem o papel de principal catalisador da degradação. Deste modo, a associação da reação de Fenton com a de cupro-Fenton resulta num aumento da eficiência global de mineralização do fenol / The principal objective of this work was a study of the interference of Cu2+ and Zn2+ ions on the degradation of phenol by the Fenton reaction (Fe2+/Fe3+ + H2O2). Both ions have a catalytic effect on the Fenton reaction, but act in different stages of the reaction. One of the first intermediates formed in the reaction, catechol, can reduce Fe3+ to Fe2+, which, in the presence of H2O2, forms an efficient catalytic redox cycle. Thus, this cycle becomes the principal route of thermal degradation of phenol and its oxidation products in the initial stages of the reaction. The Zn2+ interferes in the persistence time of catechol, probably via complexation with the corresponding semiquinone radical. A study of the cupro-Fenton reaction (Cu2+ + H2O2) suggests two principal modes of action of copper ions: (i) The reaction of Cu+ with H2O2 can regenerate Cu2+ via a reaction analogous to the Fenton reaction, forming the HO• radical. In the presence of excess H2O2, the HO• radical can react with another molecule of H2O2 to produce HOO•- and O2•-. (ii) In the final stages of the reaction, when the iron(III) in the solution is complexed in the form of ferrioxalate, the copper ions assume the role of the main catalyst of the degradation. As a result, the association of the Fenton reaction with the cupro-Fenton reaction leads to an overall improvement of the efficiency of the mineralization of phenol.

O objetivo principal deste trabalho foi estudar a interferência de íons Cu2+ e Zn2+ na degradação do fenol pela reação de Fenton (Fe2+/Fe3+ + H2O2). Ambos os íons apresentaram efeito catalítico na reação de Fenton, porém atuam em etapas diferentes durante essa reação. Um dos primeiros intermediários da degradação, o catecol, é capaz de reduzir o Fe3+ a Fe2+, que, na presença de H2O2, cria um ciclo redox bastante eficiente. Portanto, este ciclo passa a ser o mecanismo principal da degradação térmica de fenol e seus produtos de oxidação nas etapas iniciais da reação. O íon Zn2+ interfere no tempo de persistência do catecol no meio reacional, provavelmente via estabilização do radical semiquinona correspondente. Um estudo da reação de cupro-Fenton (Cu2+ + H2O2) sugere dois possíveis papéis dos íons cobre: i) A reação de íons Cu1+ com H2O2 pode regenerar Cu2+ via uma reação análoga a de Fenton, formando radicais HO•. Na presença de um excesso de H2O2, o radical HO• pode ser consumido por outra molécula de H2O2 para produzir HOO•- e O2•-, (ii) Na etapa final da reação, quando o ferro(III) da solução é complexado na forma de ferrioxalato, os íons cobre assumem o papel de principal catalisador da degradação. Deste modo, a associação da reação de Fenton com a de cupro-Fenton resulta num aumento da eficiência global de mineralização do fenol / The principal objective of this work was a study of the interference of Cu2+ and Zn2+ ions on the degradation of phenol by the Fenton reaction (Fe2+/Fe3+ + H2O2). Both ions have a catalytic effect on the Fenton reaction, but act in different stages of the reaction. One of the first intermediates formed in the reaction, catechol, can reduce Fe3+ to Fe2+, which, in the presence of H2O2, forms an efficient catalytic redox cycle. Thus, this cycle becomes the principal route of thermal degradation of phenol and its oxidation products in the initial stages of the reaction. The Zn2+ interferes in the persistence time of catechol, probably via complexation with the corresponding semiquinone radical. A study of the cupro-Fenton reaction (Cu2+ + H2O2) suggests two principal modes of action of copper ions: (i) The reaction of Cu+ with H2O2 can regenerate Cu2+ via a reaction analogous to the Fenton reaction, forming the HO• radical. In the presence of excess H2O2, the HO• radical can react with another molecule of H2O2 to produce HOO•- and O2•-. (ii) In the final stages of the reaction, when the iron(III) in the solution is complexed in the form of ferrioxalate, the copper ions assume the role of the main catalyst of the degradation. As a result, the association of the Fenton reaction with the cupro-Fenton reaction leads to an overall improvement of the efficiency of the mineralization of phenol.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / CdTe semiconductor nanoparticles have unique optical properties, which can be tunable sizes, due to the quantum confinement effect. In the present work, stable CdTe nanocrystals were grown in the mesoporous environment of thiol-functionalized MCM-41 mesoporous silica from an approach employing 3-mercaptopropionic acid, an efficient capping agent. The obtained materials were characterized by infrared spectroscopy, N2 dessortion/adsorption, UV-Vis emission and absorption spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM) and electrochemical characterization; X-ray diffraction (XRD) and thermogravimetric analyses were used to MCM-41 silica. The emission properties of CdTe were found to be dependent on the proportion of mesoporous matrix used in the synthesis, yielding CdTe nanocrystals emitting below the wavelength range usually obtained from aqueous colloidal synthesis. The detection of Cu2+ ions using modified carbon paste electrodes by anodic stripping voltammetry was possible only with samples of CdTe in situ, evidencing the role of the semiconductor as active phase. The most active sample obtained here was exactly that containing the lowest CdTe loading, showing it is possible to reduce the dosage of Cd-containing nanocrystals while improving their properties, which is crucial to concretize applications of CdTe nanocrystals. / Nanopartículas semicondutoras de CdTe possuem propriedades ópticas únicas ajustáveis, que são dependentes de seus tamanhos, devido ao efeito do confinamento quântico. No presente trabalho, nanopartículas estáveis de CdTe foram sintetizadas confinadas em um ambiente mesoporoso de uma sílica MCM-41 funcionalizada com grupos tióis, através do método de funcionalização com o uso do ácido 3-mercaptopropiônico. Os materiais obtidos foram caracterizados por espectroscopia vibracional na região do infravermelho, adsorção/dessorção de nitrogênio, espectroscopias eletrônicas de absorção UV-Vis e emissão, microscopia eletrônica de transmissão (MET) e caracterização eletroquímica; já as caracterizações por difração de raios X (DRX) e análise termogravimétrica foram usadas para sílica MCM-41. As propriedades de emissão do CdTe mostraram relação de dependência da proporção da matriz mesoporosa usada nas sínteses, resultando em emissão abaixo da faixa de comprimento de onda usualmente obtido para CdTe em meio coloidal aquoso. A detecção de íons Cu2+ através de eletrodos de pasta de carbono modificados foi realizada por voltametria de redissolução anódica, a qual apresentou sinal somente para as amostras de CdTe in situ, o que evidenciou o papel do semicondutor como fase ativa do eletrodo. A amostra mais ativa foi aquela que continha a menor proporção CdTe, evidenciando que é possível reduzir a dosagem de Cd2+ nos nanocristais enquanto se aperfeiçoam suas propriedades, o que é crucial do ponto de vista das aplicações de nanocristais de CdTe.