Neste trabalho, objetivou-se a síntese de zeólitas, pelo processo hidrotérmico em meio alcalino, utilizando como fonte alternativa de silício as cinzas volantes de carvão e a caracterização dos produtos obtidos. As variáveis estudadas foram a concentração de NaOH no meio reacional (0,23 ou 3,5 mol/L), o tempo de reação (1, 3 ou 6 dias) e a razão Si/Al no gel de síntese (1, 2, 3 ou 4). As cinzas de carvão, antes de serem utilizadas no processo, passaram por um processo de secagem em estufa a 110°C por 24 horas. Para a caracterização das cinzas foram realizados ensaios de difração e fluorescência de raios X, análise termogravimétrica e avaliação da distribuição granulométrica. As cinzas apresentaram como principais componentes SiO2 (68,43%), Al2O3 (14,77%) e Fe2O3 (7,91%), sendo 90% de suas partículas com diâmetro inferior a 119 m. A caracterização microestrutural das zeólitas obtidas foi feita por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de transmissão (MET), da área superficial específica utilizando o método Brunauer-Emmet-Teller (BET) e difração de raio X (DRX). Tendo como base a caracterização das amostras, pode-se destacar que foram sintetizadas zeólitas com fase majoritária sodalita, além de quartzo e mulita como subprodutos. A microestrutura dos pós apresentou-se aglomerada com área superficial em torno de 10 m²/g. As zeólitas obtidas foram também avaliadas quanto à sua atividade fotocatalítica, degradando até 86% do corante utilizado em 60 minutos. / This study aimed to synthesized zeolites by hydrothermal process in alkaline medium, using coal fly ashes as an alternative source of silicon, and characterized their properties. The variables studied were the concentration of NaOH in the reaction medium (0.23 or 3.5 mol/L), reaction time (1, 3 or 6 days) and the Si/Al ratio in the synthesis gel (1, 2, 3 or 4). The coal ash was dried in an oven at 110°C for 24 hours before being used in the process. For the characterization of the ash analysis such as X-ray diffraction and fluorescence, thermosgravimetry and particle size distribution were performed. The ash presented as main components SiO2 (68.43%), Al2O3 (14.77%), Fe2O3 (7.91%), with 90% of its particles with diameter smaller than 119 μm. The microstructural characterization of the obtained zeolites was made by scanning and transmission electron microscopy, the specific surface area was calculated using the Brunauer-Emmet-Teller method (BET) and X-ray diffraction was used to characterize the constituent phases. The characterization of the samples showed that it were synthesized the zeolite type sodalite, and the presence of quartz and mullite was identified as by-products. The microstructure of the powders showed clusters with specific surface area of about 10 m²/g. The obtained zeolites were also evaluated considering their photocatalytic activity, degrading up to 86% of the dye used in 60 minutes.

Este trabalho investigou a obtenção de óxido de zinco nanoestruturado por aspersão de solução em chama e a caracterização de propriedades e da atividade fotocatalítica. Para tanto, construiu-se um aparato composto basicamente por um sistema atomizador, um conjunto de chamas, piloto e principal, e um sistema de coleta de pós. A solução precursora foi constituída de nitrato de zinco e álcool etílico. Como combustíveis, foram empregados sacarose, glicina e ureia; esta última em diferentes quantidades. Também foram avaliadas neste trabalho as adições de cloreto de magnésio e de cloreto de alumínio na solução precursora, em diferentes quantidades, como possíveis dopantes para o óxido de zinco com o intuito de melhorar sua atividade fotocatalítica. Os produtos obtidos foram caracterizados quanto às fases cristalinas por difração de raios X (DRX), onde foi identificada a fase majoritária zincita em todos os materiais obtidos, independentemente da condição observada na solução precursora. Também foi possível identificar fases secundárias, quando utilizado o cloreto de alumínio e o cloreto de magnésio na solução precursora bem como quando se utilizou uma quantidade de ureia não-estequiométrica. A morfologia dos diversos pós de óxido de zinco foi observada com o auxílio da microscopia eletrônica de varredura (MEV) e da microscopia eletrônica de transmissão (MET). A alteração na quantidade de ureia na solução precursora levou a diferentes morfologias nos pós de óxido de zinco, desde partículas esféricas, partículas irregulares e partículas semelhantes a discos hexagonais. Os produtos obtidos com sacarose ou glicina foram formados por partículas esféricas, diferentemente da situação em que se usou ureia que resultou em partículas irregulares. A adição de cloreto de magnésio, ou cloreto de alumínio não alterou a morfologia das partículas. Utilizando-se as imagens obtidas por MET, reportaram-se através de histogramas os tamanhos médios dos cristalitos para os pós preparados com diferentes quantidades de ureia. O menor tamanho de partícula foi obtido para o material preparado com ureia em quantidade estequiométrica. A espectroscopia por dispersão de energia (EDS) foi empregada com o intuito de identificar qualitativamente os elementos químicos presentes, bem como realizar uma análise semiquantitativa da quantidade dos possíveis dopantes alumínio e magnésio. Por esta técnica também foi identificada a presença de cloro nos materiais preparados com a adição de cloreto de magnésio ou cloreto de alumínio, possivelmente devido a uma queima incompleta da solução precursora. A perda de massa em função da temperatura dos materiais obtidos foi determinada através de análises termogravimétricas. A utilização de glicina e sacarose como combustíveis na solução precursora levou as maiores perdas de massa, provavelmente devido à presença de impurezas nos produtos finais. A utilização de ureia em condição estequiométrica em relação ao nitrato de zinco ou então ausência de ureia causou as menores perdas de massa. A área superficial específica dos pós de ZnO foi medida através do método de Brunauer-Emmett-Teller (BET), indicou valores em uma faixa entre 5,88 a 49,89 m2/g típicos de materiais produzidos pela técnica de aspersão de solução em chama. A atividade fotocatalítica dos materiais de ZnO foi determinada através de degradação do corante alaranjado de metila, e identificada através de uma curva de transmitância em função do tempo de exposição à luz ultravioleta (UV). A maior degradação do composto orgânico foi observada para o material preparado em uma condição estequiométrica de ureia e nitrato de zinco na solução precursora, onde aproximadamente 95 % do composto foi degradado. Os valores de energia de band-gap dos pós de ZnO sintetizados foram determinados através de medidas de refletância difusa, obtendo-se valores entre 3,27 a 3,34 eV, o que apresenta boa relação com o comprimento de luz ultravioleta empregado nas análises de fotocatálise. / This work investigated the production of nanostructured zinc oxide by solution flame spray and the characterization of the properties and photocatalytic activity. For this purpose, an apparatus composed basically by an atomization device, a flame set, and a powder collection system was built. The precursor solution consisted of zinc nitrate and ethyl alcohol. Sucrose, glycine and urea, this one in different amounts, were used as combustibles. The addition of magnesium and aluminum as possible dopants for zinc oxide in the precursor solution, in different amounts, were also evaluated aiming to improve the photocatalytic activity. The obtained products were characterized according to crystalline phases by X-ray diffraction (XRD), where the major phase zincite was identified in all materials, regardless of the condition observed in the precursor solution. It was also possible to identify secondary phases, when using aluminum chloride and magnesium chloride in the precursor solution as well when using a non-stoichiometric amount of urea. The morphology of the different zinc oxide powders was observed with the aid of the scanning electronic microscopy (SEM) and transmission electronic microscopy (TEM). The change in the amount of urea in the precursor solution led to different morphologies in zinc oxide powders, from spherical particles, irregular particles and hexagonal disc-like particles. Products obtained with sucrose or glycine were formed by spherical particles, unlike the situation where urea was used which resulted in irregular particles. The addition of magnesium chloride or aluminum chloride did not change the particle morphology. Using the images obtained by TEM, the mean crystallite sizes for the powders prepared with different amounts of urea, by means of histogram. The smaller particle size was obtained for material prepared with urea in stoichiometric amount. The Energy dispersive X-Ray spectroscopy (EDS) was employed in order to qualitatively identify the chemical elements, as well as a semi quantitative analysis of the amount of possible dopants aluminum and magnesium. By this technique was also identified the presence of chlorine in materials prepared with the addition of magnesium chloride or aluminum chloride, possibly due to incomplete burning of a precursor solution. The mass loss in function of the temperature of the obtained materials was determined by thermogravimetric analysis. The use of glycine and sucrose as a fuel in the precursor solution led to the greatest loss of mass, probably due to the presence of impurities in the final products. The use of urea in the stoichiometric condition in relation to the zinc nitrate or the absence of urea caused the lower mass loss. The specific surface area of ZnO powders was measured by the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method, and indicated values in the range between 5.88 to 49.89 m2/g, typical of flame-made materials. The photocatalytic activity of ZnO materials was determined by degradation of methyl orange dye, and identified by a transmittance curve as a function of exposure time to ultraviolet (UV) light. The higher degradation of the organic compound was observed for the material prepared in a stoichiometric condition of zinc nitrate and urea in the precursor solution, where approximately 95% of the compound was degraded. The band-gap energy values of the ZnO powders were determined from Difuse reflectance measurements, obtaining values between 3.27 to 3.34 eV, which has good relationship with the length of ultraviolet light used in the analysis of photocatalysis.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2014. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-04-15T11:39:00Z No. of bitstreams: 1 2014-MatheusSerradeHolanda.pdf: 3586279 bytes, checksum: f4230d2a852ae95eaf1670a9d62e4cb8 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-04-24T14:52:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014-MatheusSerradeHolanda.pdf: 3586279 bytes, checksum: f4230d2a852ae95eaf1670a9d62e4cb8 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-24T14:52:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014-MatheusSerradeHolanda.pdf: 3586279 bytes, checksum: f4230d2a852ae95eaf1670a9d62e4cb8 (MD5) / Fibras de TiO2 dopadas com európio e/ou cério foram produzidas através do método de electrospinning e calcinadas a 500 e a 700 °C. Análises de MEV mostraram que fibras com diâmetro médio de 294 nm foram obtidas e analises de MET mostram que, ao serem dopadas, as fibras são formadas por cristalitos de menor tamanho. Analises EDS mostram que a distribuição do dopante na fibra foi homogênea. Os difratogramas apresentam a presença de diferentes fases cristalográficas e mostram que a temperatura de 500 °C é ideal para a formação da fase anatase, ativa para fotocatálise, e que, para a formação dessa fase, é ideal uma baixa porcentagem do dopante e um dopante de menor raio iônico. As fibras dopadas com európio apresentam picos de excitação e de emissão característicos. Os testes de fotocatálise revelaram que as fibras dopadas apresentam um maior poder de degradação dos poluentes orgânicos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / TiO2 fibers doped with europium and/or cerium were produced by electrospinning method and calcined at 500 °C and 700 °C. SEM analysis showed that fibers with average diameter of 294 nm were obtained and TEM analysis showed that, by being doped, the fibers are formed by smaller crystallites. EDS analysis pointed out that a homogeneous distribution of the dopant on the fibers was achieved. The difratogramas presented different crystallographic phases and showed that the temperature of 500 ° C is ideal for the formation of anatase phase, active for photocatalysis, and that, for the formation of this phase is ideal a low percentage of doping and a smaller ionic radius doping. Europium doped fibers present excitation and emission characteristic signals. Photocatalysis tests revealed that the doped fibers have greater power of degradation of inorganic pollutants.

Este trabalho investigou a obtenção de óxido de zinco nanoestruturado por aspersão de solução em chama e a caracterização de propriedades e da atividade fotocatalítica. Para tanto, construiu-se um aparato composto basicamente por um sistema atomizador, um conjunto de chamas, piloto e principal, e um sistema de coleta de pós. A solução precursora foi constituída de nitrato de zinco e álcool etílico. Como combustíveis, foram empregados sacarose, glicina e ureia; esta última em diferentes quantidades. Também foram avaliadas neste trabalho as adições de cloreto de magnésio e de cloreto de alumínio na solução precursora, em diferentes quantidades, como possíveis dopantes para o óxido de zinco com o intuito de melhorar sua atividade fotocatalítica. Os produtos obtidos foram caracterizados quanto às fases cristalinas por difração de raios X (DRX), onde foi identificada a fase majoritária zincita em todos os materiais obtidos, independentemente da condição observada na solução precursora. Também foi possível identificar fases secundárias, quando utilizado o cloreto de alumínio e o cloreto de magnésio na solução precursora bem como quando se utilizou uma quantidade de ureia não-estequiométrica. A morfologia dos diversos pós de óxido de zinco foi observada com o auxílio da microscopia eletrônica de varredura (MEV) e da microscopia eletrônica de transmissão (MET). A alteração na quantidade de ureia na solução precursora levou a diferentes morfologias nos pós de óxido de zinco, desde partículas esféricas, partículas irregulares e partículas semelhantes a discos hexagonais. Os produtos obtidos com sacarose ou glicina foram formados por partículas esféricas, diferentemente da situação em que se usou ureia que resultou em partículas irregulares. A adição de cloreto de magnésio, ou cloreto de alumínio não alterou a morfologia das partículas. Utilizando-se as imagens obtidas por MET, reportaram-se através de histogramas os tamanhos médios dos cristalitos para os pós preparados com diferentes quantidades de ureia. O menor tamanho de partícula foi obtido para o material preparado com ureia em quantidade estequiométrica. A espectroscopia por dispersão de energia (EDS) foi empregada com o intuito de identificar qualitativamente os elementos químicos presentes, bem como realizar uma análise semiquantitativa da quantidade dos possíveis dopantes alumínio e magnésio. Por esta técnica também foi identificada a presença de cloro nos materiais preparados com a adição de cloreto de magnésio ou cloreto de alumínio, possivelmente devido a uma queima incompleta da solução precursora. A perda de massa em função da temperatura dos materiais obtidos foi determinada através de análises termogravimétricas. A utilização de glicina e sacarose como combustíveis na solução precursora levou as maiores perdas de massa, provavelmente devido à presença de impurezas nos produtos finais. A utilização de ureia em condição estequiométrica em relação ao nitrato de zinco ou então ausência de ureia causou as menores perdas de massa. A área superficial específica dos pós de ZnO foi medida através do método de Brunauer-Emmett-Teller (BET), indicou valores em uma faixa entre 5,88 a 49,89 m2/g típicos de materiais produzidos pela técnica de aspersão de solução em chama. A atividade fotocatalítica dos materiais de ZnO foi determinada através de degradação do corante alaranjado de metila, e identificada através de uma curva de transmitância em função do tempo de exposição à luz ultravioleta (UV). A maior degradação do composto orgânico foi observada para o material preparado em uma condição estequiométrica de ureia e nitrato de zinco na solução precursora, onde aproximadamente 95 % do composto foi degradado. Os valores de energia de band-gap dos pós de ZnO sintetizados foram determinados através de medidas de refletância difusa, obtendo-se valores entre 3,27 a 3,34 eV, o que apresenta boa relação com o comprimento de luz ultravioleta empregado nas análises de fotocatálise. / This work investigated the production of nanostructured zinc oxide by solution flame spray and the characterization of the properties and photocatalytic activity. For this purpose, an apparatus composed basically by an atomization device, a flame set, and a powder collection system was built. The precursor solution consisted of zinc nitrate and ethyl alcohol. Sucrose, glycine and urea, this one in different amounts, were used as combustibles. The addition of magnesium and aluminum as possible dopants for zinc oxide in the precursor solution, in different amounts, were also evaluated aiming to improve the photocatalytic activity. The obtained products were characterized according to crystalline phases by X-ray diffraction (XRD), where the major phase zincite was identified in all materials, regardless of the condition observed in the precursor solution. It was also possible to identify secondary phases, when using aluminum chloride and magnesium chloride in the precursor solution as well when using a non-stoichiometric amount of urea. The morphology of the different zinc oxide powders was observed with the aid of the scanning electronic microscopy (SEM) and transmission electronic microscopy (TEM). The change in the amount of urea in the precursor solution led to different morphologies in zinc oxide powders, from spherical particles, irregular particles and hexagonal disc-like particles. Products obtained with sucrose or glycine were formed by spherical particles, unlike the situation where urea was used which resulted in irregular particles. The addition of magnesium chloride or aluminum chloride did not change the particle morphology. Using the images obtained by TEM, the mean crystallite sizes for the powders prepared with different amounts of urea, by means of histogram. The smaller particle size was obtained for material prepared with urea in stoichiometric amount. The Energy dispersive X-Ray spectroscopy (EDS) was employed in order to qualitatively identify the chemical elements, as well as a semi quantitative analysis of the amount of possible dopants aluminum and magnesium. By this technique was also identified the presence of chlorine in materials prepared with the addition of magnesium chloride or aluminum chloride, possibly due to incomplete burning of a precursor solution. The mass loss in function of the temperature of the obtained materials was determined by thermogravimetric analysis. The use of glycine and sucrose as a fuel in the precursor solution led to the greatest loss of mass, probably due to the presence of impurities in the final products. The use of urea in the stoichiometric condition in relation to the zinc nitrate or the absence of urea caused the lower mass loss. The specific surface area of ZnO powders was measured by the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method, and indicated values in the range between 5.88 to 49.89 m2/g, typical of flame-made materials. The photocatalytic activity of ZnO materials was determined by degradation of methyl orange dye, and identified by a transmittance curve as a function of exposure time to ultraviolet (UV) light. The higher degradation of the organic compound was observed for the material prepared in a stoichiometric condition of zinc nitrate and urea in the precursor solution, where approximately 95% of the compound was degraded. The band-gap energy values of the ZnO powders were determined from Difuse reflectance measurements, obtaining values between 3.27 to 3.34 eV, which has good relationship with the length of ultraviolet light used in the analysis of photocatalysis.

Orientador: Wilson de Figueiredo Jardim / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T09:51:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alberici_RosanaMaria_D.pdf: 4916871 bytes, checksum: eb63dcad35a52f297a39055242964d85 (MD5) Previous issue date: 1996 / Doutorado

Orientadores: Roberto Feijo de Figueiredo, Jose Roberto Guimarães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-29T04:26:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Assalin_MarciaRegina_M.pdf: 2042255 bytes, checksum: 5f0caddf7f33fc63539e4c06b990b548 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O desinfetante mais utilizado no mundo atualmente é o cloro, cuja aplicação apresenta vantagens como alta eficiência e custos baixos. A descoberta de subprodutos cancerígenos como os trihalometanos (THMs) resultantes da reação do cloro com a matéria orgânica presente na água, originou uma série de pesquisas buscando o desenvolvimento de métodos alternativos de desinfecção, que possam substituir o cloro com as mesmas vantagens e não induzam a formação de subprodutos indesejáveis. Dentre os novos processos que vêm sendo desenvolvidos a fotólise e a fotocatálise heterogênea têm se mostrado bastante eficientes. Neste trabalho realizou-se a desinfecção de águas preparadas em laboratório cujas características físico químicas são similares à água natural, contaminadas com concentrações conhecidas da Escherichia coli, com o objetivo de comparar a eficiência de desinfecção destes dois processos. Os resultados demonstraram que ambos apresentam alta eficiência de desinfecção, conseguindo desinfetar águas com alto teor de coliformes fecais em condições de cor e turbidez características de águas de abastecimento constituindo um processo promissor para novas tecnologias de desinfecção de águas / Abstract: Chlorine is the most utilized disinfectant in the world, which application shows some advantages as high efficiency and low cost. The discovery of carcinogenics subproducts in the water, as THMs (trihalometanes) result of the reaction of chlorine free with organic matter in the water, originated several research works to find alternative methods of disinfection to substitute chlorine, maintaining the same advantages and avoiding the formation of carcinogenics subproducts. Two of the resulting processes, the ultraviolet radiation and the heterogeneous fotocata1ysis are very efficient and are object of this research. This paper shows the disinfection of a special water by ultraviolet radiation and heterogeneous fotocatalysis with the objective of comparing the efficiency the process. The water was prepared in the laboratory with the same characteristics of the natural water.The results showed that these processes were very efficient when using water with high color, turbidity, and coliforms. However, the heterogeneous fotocatalysis is more efficient for shorter operation time, and consequently is a promising technology / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientadores: Inez Valeria Pagotto Yoshida, Wilson de Figueiredo Jardim / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T12:54:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PachecoeSilva_Viviane_D.pdf: 3480980 bytes, checksum: 4c99b3d79e0972f6849d577fd58e285e (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho relata a imobilização do TiO2 em matrizes de siloxano, como alternativa ao emprego do TiO2-pó em suspensão, para a fotodegradação de espécies orgânicas em solução aquosa, sob radiação UV-Vis ou radiação solar, tendo o ácido salicílico (AS) como modelo de poluente. Incorporou-se o TiO2-pó em uma matriz elastomérica de silicona com grau de reticulação relativamente baixo, obtida a partir de goma de poli(dimetilsiloxano) de alta massa molar, obtendo-se compósitos elastoméricos na forma de monólitos. O TiO2-pó também foi incorporado em uma matriz de silicona altamente reticulada, na presença de um agente porogênico, obtendo-se um compósito monolítico rígido e poroso, com características de ¿ceramer¿. Sintetizou-se ainda o TiO2 in situ na forma anatásio, por síntese hidrotérmica, empregando-se como matriz os compósitos contendo TiO2-pó, e placas porosas de vidro. Comparando-se a eficiência dos compósitos elastoméricos com diferentes composições, frente à fotodegradação do AS, sugeriu-se que apenas os sítios de TiO2 mais próximos da superfície iluminada tiveram acesso à radiação UVVis. Apesar das amostras com matriz elastomérica terem apresentado os maiores valores de sorção de AS, o material que apresentou a maior eficiência fotocatalítica sob radiação UV-Vis, superando inclusive o desempenho do TiO2-pó, foi o compósito poroso contendo também o TiO2 gerado in situ, provavelmente devido a sua maior área superficial. Os experimentos conduzidos com esse compósito sob radiação solar evidenciaram uma diminuição na porcentagem de fotodegradação do AS, provavelmente pela menor intensidade da radiação solar, em relação à lâmpada UVVis, associada ao efeito da atenuação da radiação no monólito. Observou-se um pequeno aumento na atividade fotocatalítica do TiO2 com o aumento no tamanho dos cristalitos de anatásio sintetizados in situ, após o tratamento térmico das placas porosas de vidro a 600°C. Os resultados apresentados neste estudo sugerem grande potencialidade na imobilização do TiO2 em matrizes de silicona, tanto pela incorporação do TiO2-pó, quanto pela síntese in situ da fase anatásio / Abstract: This study reports the immobilization of TiO2 in siloxane matrices, as an alternative to the use of TiO2-powder in suspension, for the photodegradation of organic species in aqueous solution, under UV-Vis radiation or solar radiation, having the salicylic acid (SA) as model pollutant. TiO2-powder was incorporated in an elastomeric silicone matrix with a relatively low crosslinking degree, obtained from a poly(dimethylsiloxane) gum with high molecular weight, giving rise to monolithic elastomeric composites. TiO2-powder was also incorporated in a silicone matrix with a high crosslinking degree, in the presence of a pore forming agent, resulting in a hard and porous monolithic composite, with ¿ceramer¿ characteristics. TiO2 in the anatase form was obtained in situ, by hydrothermal synthesis, on the previously prepared composites containing TiO2-powder, and also on glass porous plates. Comparing the efficiency of the elastomeric composites with different compositions, in relation to the SA photodegradation, the results suggested that only the TiO2 sites near the illuminated surface were accessed by the UV-Vis radiation. Although the samples with the elastomeric matrix presented the highest SA adsorption values, the porous composite containing the in situ obtained-TiO2 presented the highest photocatalytic efficiency, with better performance than the TiO2-powder, probably due to the high surface area of this material. When this porous composite was tested under solar radiation, the lower intensity of this radiation, in relation to the UV-Vis lamp, associated to the radiation attenuation effect in the monolith, promoted a decrease in the percentage of SA photodegradation. An increase in the size of the in situ obtained-anatase crystallites, promoted by the thermal treatment of the glass porous plates at 600°C, resulted in an increase in the photocatalytic activity of the TiO2. The results presented in this study suggest a great potential in the immobilization of TiO2 in silicone matrices, either by the incorporation of TiO2-powder, as by the in situ synthesis of the anatase form / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Ciências

Orientador: Rodnei Bertazzoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:33:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fukunaga_MaraTerumi_D.pdf: 666934 bytes, checksum: 82c280a2f6fe50a835e1c6231fd20e67 (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado

Orientador: Jose Roberto Guimarães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-24T18:03:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_CassiaRegina_M.pdf: 2862593 bytes, checksum: 9e17b8744bbe4bf5c8b9c2ae9d662717 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: A fotocatálise heterogênea foi o processo utilizado neste trabalho, para desenvolver estudos de degradação do íon cianeto, em fase aquosa e gasosa. O reator fotocatalítico foi preparado fixando-se o fotocatalisador dióxido de titânio na superficie interna de um cilindro de vidro de borossilicato. As fontes de irradiação ultravioleta utilizada, foram as lâmpadas germicida e luz negra, de 30 W de potência. Para o monitoramento da concentração do íon cianeto, foi utilizado um eletrodo sensível ao íon em questão. Na primeira parte do trabalho, a degradação do cianeto foi realizada em fase aquosa, utilizando um sistema em recirculação. Os parâmetros avaliados durante o processo de degradação fotocatalítica foram: o uso de diferentes fontes de irradiação (luz germicida e luz negra), a variação da carga molar, e o uso de diferentes condições de aeração. Os resultados obtidos mostraram ser a luz germicida, mais eficiente na remoção do cianeto, em reação à luz negra, com 81% e 46% de remoção respectivamente. Com a variação da carga molar, uma maior remoção foi obtida para baixos valores de carga molar, sendo que para os valores 3,0, 7,7, 23,2 /lmol min- / Abstract: In this work, the fotocatalysis was used to promote cyanide ion degradation studies, in on aqueous and gaseous phases. Titanium dioxide was fixed on the inner glass cylinder of the photocatalytic reactor inner glass surface of the glass cylinder. The source of irradiation used, were the germicide and black light lamps (30 Watts). The cyanide ion concentration was monitored using an eletrode sensible to the ion in study. The first step of this work, was the stydy of cyanide degradation in the aqueous phase, using a reciculation system. The parameters analyzed that influence the fotocatalytic process were: the use of different sources of irradiation (germicide and black light lamps), molar flow rate variation, and the use of different aeration conditions. The obtained results showed that the germicide lamp, is more efficient that black light while remotion of8l % while 46 % were obtained to the black light lamp. In the molar flow rate variation results, 3,0; 7,7; and 23,2 J.lmolL-I, where the remotion of 83, 80 and 50 %, respectively showing there to be a major disposition of active sites on the photocatalist surface, even to higher values as 239, 284, 372 J.lmolL-I, the obtained remotion was of63, 46 and 48,5 %, respectively, for occurring a active sites saturation on the titanium dioxide surface. The referent result to the medium aeration use, was got ITom a high efficiency whe utilized a photocatalytic reactor aeration, related to the aeration in the solution, and on the lack, being the results 99,2; 78,0 and 74,8 %, respectively. The second estep of this work, was the cyanide degradation in the gas phase, with a single pass though the reactor. The results obtained for concentration of 126, 168,264,63, 127, 101 and 99 ppmv, were 55, 33, 56, 55, 39 and 53 %, of degradation when the germicide lamp was used. When the black light, lamp was used, the remotion obtained were 25, 34 and 38 %, for concentrations of98, 147 and 145 ppmv, respectivelis / Mestrado / Saneamento / Mestre em Engenharia Civil

Neste trabalho foi proposto uma nova rota para a síntese de materiais híbridos à base zinco a partir de líquidos iônicos. Os materiais obtidos foram nanoestruturas de ZnO e o mineral simonkolleita (Zn5(OH)8Cl2.H2O) microestruturado, os quais podem ser preparados pela hidrólise de adutos iônicos do tipo RMI.ZnCl3 (RMI = alquilimidazólio) a partir da adição de uma solução de NaOH. Foi constatado que a obtenção de ZnO ou de simonkolleita dependeu unicamente da concentração de NaOH utilizada. Obtiveram-se diferentes morfologias de ZnO (desde nanoestruturas irregulares até nanobastões) e tamanhos de partícula (45-120 nm) apenas mudando a relação entre líquido iônico e material precursor de zinco. Conforme esta relação era maior, obtiveram-se nanobastões mais definidos e de maior comprimento. O mineral simonkolleita microestruturado foi obtido em morfologia hexagonal. Os materiais foram caracterizados por UV-Vis, IV, DRX, MEV, MET, TGA e BET, onde foi possível saber que todos os materiais obtidos pela rota sintética proposta eram cristalinos, de morfologia definida, que havia líquido iônico remanescente após isolamento, que eram semicondutores (3,25 eV para ZnO e 5,94 eV para simonkolleita) e possuem baixa área superficial (3-12 m²/g) Utilizou-se estes semicondutores como fotocatalisadores para as reações de water splitting e acoplamento oxidativo de metano. As reações de acoplamento de metano foram estudadas na presença de diferentes proporções de metano e oxigênio, e ficou evidenciado que nas reações efetuadas com traços de oxigênio, o produto majoritário foi CO2 e quando as proporções CH4:O2 eram conhecidas o produto majoritário foi C2H6. Os resultados mostram que na presença de ZnO obteve-se a produção de até 1417 μmolH2.g-1.h-1 para a reação de water splitting e de até 67 μmolCO2.g-1.h-1, 43 μmolCO.g-1.h-1 e 787 μmolC2H6.g-1.h-1 para as reações de acoplamento de metano, enquanto que para o mineral simonkolleita obteve-se até 972 μmolH2.g-1.h-1 para a reação de water splitting e de até 13 μmolCO2.g-1.h-1 para a reação de acoplamento de metano. Estes resultados mostram a grande eficiência destes materiais para as reações que foram investigadas, o que evidencia a eficácia da rota proposta para a produção de semicondutores eficientes para reações fotocatalíticas. / In this work, a new route was proposed of hybrid Zn-based materials from ionic liquids. The obtained materials were nanostructured ZnO and the microstructured mineral simonkolleite (Zn5(OH)8Cl2.H2O), which can be prepared from the hydrolysis of ionic aducts of the type RMI.ZnCl3 (RMI = alkylimidazolium) from the addition of a solution of NaOH. It was found that obtained ZnO or simonkolleite depended solely on the NaOH concentration used. Different ZnO morphologies (from irregular nanosctructures to nanorods) and particles sizes (45-120 nm) were obtained by only changing the ratio of ionic liquid to zinc precursor material. As this ratio was higher, more defined and longer nanorods were obtained. The microstructured simonkolleite mineral in hexagonal morphology. The materials were characterized by UV-Vis, IR, XRD, SEM, TEM, TGA and BET, where it was possible to know that all materials obtained by the proposed synthetic route were crystalline, of defined morphology, that had ionic liquid remaining after isolation, were semiconductors (3. 25 eV for ZnO and 5.94 eV for simonkolleite) and had a low surface area (3-12 m²/g) These semiconductors were used as photocatalysts for the water splitting and methane coupling reactions. The methane coupling reactions were studied in the presence of different proportions of methane and oxygen, and it was evidenced that in reactions carried out with traces of oxygen, the major product was CO2 and when the CH4:O2 ratio were know the major product was C2H6. The results show that in the presence of ZnO, the production of up to 1417 μmolH2.g-1.h-1 for water splitting reaction and up to 67 μmolCO2.g-1.h-1, 43 μmolCO.g-1.h-1 and 787 μmolC2H6.g-1.h-1 for methane coupling reactions, while for mineral simonkolleite the production of up to 972 μmolH2.g-1.h-1 for water splitting reaction and 13 μmolCO2.g-1.h-1 for methane coupling reactions. These results show the high efficiency of these materials for the reactions that were investigated, which evidences the effectiveness of the proposed route for the production of efficient semiconductors for photocatalytic reactions.