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Modificação e imobilização de TiO2 visando a degradação de compostos orgânicos poluentes via o processo de fotocatálise heterogênea / Modification and immobilization of TiO2 aiming the degradation of organic pollutant compounds by heterogeneous photocatalysis processSilva, Lisiane Perez 30 March 2007 (has links)
Neste trabalho buscou-se estratégias que pudessem promover um aumento na aplicabilidade do processo de fotocatálise heterogênea, a fim de viabilizar seu emprego como processo alternativo para o tratamento de efluente em larga escala. Neste sentido, avaliou-se o emprego do fotocatalisador TiO2 sob a forma imobilizada e também modificado com a incorporação de materiais adsorventes. O processo de fotocatálise heterogênea, empregando tanto o fotocatalisador imobilizado em suporte de vidro quanto os sintetizados e modificados com diferentes materiais adsorventes, apresentou grande eficiência para degradação de fenol, utilizado como composto poluente modelo. As porcentagens de degradação obtidas, para soluções contendo concentração inicial igual a 250 mg L-1 de fenol, foram superiores a 80% ao final de 120 minutos de tratamento. A utilização de TiO2 sob a forma imobilizada proporcionou redução do teor de carbono orgânico dissolvido de até 59%, em 120 minutos. Quando este resultado é comparado ao obtido quando o fotocatalisador é empregado sob a forma de suspensão demonstra ser promissor, uma vez que se eliminou a etapa requerida de pós-tratamento para recuperação do fotocatalisador. Porém, a imobilização do TiO2 acarretou em um decréscimo na atividade fotocatalítica quando comparado ao material em suspensão, devido a diversos fatores, entre eles, a redução da área superficial ativa do fotocatalisador e a limitações nos processos de transferência de massa. A síntese de TiO2 incorporado a substratos porosos, foi utilizada como alternativa para tentar compensar essa redução de área superficial ativa do fotocatalisador. Nesta abordagem utilizou-se diversos materiais como substratos porosos para síntese de TiO2: óxido de alumínio, óxido de zircônio, sílica-gel, sílica mesoporosa ordenada (SMO) e carvão ativado. Dentre eles, os materiais mistos de TiO2/SMO e TiO2/carvão ativado, proporcionaram os melhores resultados frente à mineralização de fenol. A incorporação de TiO2 a materiais adsorventes, além de promover um aumento nas porcentagens de fotoxidação de fenol, demonstrou potencialidade para contornar parte das inerentes limitações causadas pelo processo de imobilização do fotocatalisador. / The main goal of this work was to find alternatives capable to promote an improvement in terms of applicability of the heterogeneous photocatalysis process, in order to make it feasible in large scale. The use of the photocatalyst TiO2 immobilized and also modificated with adsorbent materials was evaluated. The heterogeneous photocatalysis process, either using photocatalyst immobilized in glass or photocatalyst synthesized and modified with different adsorbent materials, showed good efficiency to degrade phenol, which was used as pollutant compound. The degradation percentages for solutions with initial concentration of 250 mg L-1 of phenol were above 80% after 120 minutes of treatment. The use of TiO2 under the immobilized form provided a reduction of total organic carbon levels up to 59% in 120 minutes. It is a promissory result, since it eliminated post treatment steps to recover the photocatalyst, when it is used under suspended form. However, the immobilization of TiO2 caused a decrease in photocatalyst activity compared to the suspension process. The synthesis of TiO2 with incorporation of supports to its surface was evaluated as an alternative to compensate the reduction of active surface area. In order to reach this goal, many materials were used as a porous support for synthesis of TiO2, such as: aluminum oxide, zirconium oxide, silica-gel, ordered mesoporous silica and activated carbon. Amongst them, the synthesized materials constituted of TiO2/SMO and TiO2/ activated carbon showed the best results for phenol mineralization. The incorporation of adsorbent materials to the TiO2 composition, besides to promote a raising in the phenol photoxidation, demonstrated to be a viable strategy to compensate the limitations caused by the photocatalyst immobilization process.
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Cristalização hidrotérmica do gel de TiO2 obtido pelo método de decomposição de complexos e análise de suas propriedades fotocatalíticas / Hydrothermal crystallization of TiO2 gel obtained by the method of complex decomposition and analysis of its photocatalytic propertiesGomes, Yagly Grasielle dos Santos 10 October 2018 (has links)
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Previous issue date: 2018-10-10 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / In recent years, titanium dioxide TiO2 has been well studied due to its various interesting
physical and chemical properties, especially with regard to the application in processes of
photocatalytic discoloration. These processes have always attracted the interest of the
scientific community, mainly because it is possible to use sunlight as a source of energy for
the reaction to happen. The present work had the objective of studying the influence of pH on
the hydrothermal crystallization of the amorphous (TiO2) gel obtained by the complex
decomposition method by two different routes varying temperature and time of synthesis,
where in one of the routes the materials were crystallized in a reactor metal and on the other
synthetic route was used a glass reactor. Such routes were used as a relatively new,
promising and efficient processing method for obtaining this type of material. The obtained
samples were characterized by different techniques: the X-ray diffraction confirmed the
obtaining of monophasic materials and also in mixtures of phases, with tetragonal structure
for the polymorphs anatase and rutile, proving that the hydrothermal method is efficient in
the synthesis of the samples of interest having energy expenditure when compared to
conventional crystallization methods. Using the X-ray diffraction data, the sizes of crystallites
(TC), and the percentage values of phases present in each sample were measured. The
(MEV/FEG) scanning electron microscopy characterization and (TEM) transmission, evidenced
the changes in the size and morphology of the materials obtained, especially between anatase
and rutile when single-phase. The photocatalytic tests showed the best performance of some
materials, especially for the sample crystallized in pH 7 in the glass reactor, which decoloured
the study dye in 99.7% due to its morphology as well as anatase / rutile composition in percentage terms. / Nos últimos anos, o dióxido de titânio TiO2 vem sendo bastante estudado devido as suas
várias propriedades físicas e químicas interessantes, principalmente no que se diz respeito à
aplicação em processos fotocatalíticos. Esses processos sempre atraíram o interesse da
comunidade científica, principalmente por ser possível a utilização da luz solar como fonte de
energia para que a reação aconteça. O presente trabalho teve como objetivo estudar a
influência do pH na cristalização hidrotérmica do gel amorfo de (TiO2) obtido pelo método de
decomposição de complexos por duas rotas distintas variando temperatura e tempo de
síntese, onde em uma das rotas os materiais foram cristalizados em um reator de metal e na
outra rota utilizou-se um reator de vidro. Tais rotas foram utilizadas por ser um método de
processamento relativamente novo, promissor e eficaz para a obtenção desse tipo de
material. As amostras obtidas foram caracterizadas por diferentes técnicas: a difração de
raios X confirmou a obtenção de materiais monofásicos e também em misturas de fases, com
estrutura tetragonal para os polimorfos anatase e rutilo comprovando que o método
hidrotérmico é eficiente no controle da síntese das amostras de interesse tendo gastos
energéticos bem menores quando comparados a métodos convencionais de cristalização.
Utilizando os dados referentes à difração de raio X, foram aferidos os tamanhos de cristalitos
(TC) e os valores percentuais de fases presentes em cada amostra. A caracterização por
microscopia eletrônica de varredura (MEV/FEG) e de transmissão (MET), evidenciaram as
mudanças no tamanho e na morfologia dos materiais obtidos, especialmente, entre anatase e
rutilo quando monofásicos. Os ensaios fotocatalíticos mostraram o melhor desempenho de
alguns materiais, principalmente para a amostra cristalizada em valor de pH 7 no reator de
vidro, que descoloriu em 99,7% o corante em estudo, isso devido à sua morfologia bem como
à composição anatase/rutilo em termos percentuais.
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Modificação e imobilização de TiO2 visando a degradação de compostos orgânicos poluentes via o processo de fotocatálise heterogênea / Modification and immobilization of TiO2 aiming the degradation of organic pollutant compounds by heterogeneous photocatalysis processLisiane Perez Silva 30 March 2007 (has links)
Neste trabalho buscou-se estratégias que pudessem promover um aumento na aplicabilidade do processo de fotocatálise heterogênea, a fim de viabilizar seu emprego como processo alternativo para o tratamento de efluente em larga escala. Neste sentido, avaliou-se o emprego do fotocatalisador TiO2 sob a forma imobilizada e também modificado com a incorporação de materiais adsorventes. O processo de fotocatálise heterogênea, empregando tanto o fotocatalisador imobilizado em suporte de vidro quanto os sintetizados e modificados com diferentes materiais adsorventes, apresentou grande eficiência para degradação de fenol, utilizado como composto poluente modelo. As porcentagens de degradação obtidas, para soluções contendo concentração inicial igual a 250 mg L-1 de fenol, foram superiores a 80% ao final de 120 minutos de tratamento. A utilização de TiO2 sob a forma imobilizada proporcionou redução do teor de carbono orgânico dissolvido de até 59%, em 120 minutos. Quando este resultado é comparado ao obtido quando o fotocatalisador é empregado sob a forma de suspensão demonstra ser promissor, uma vez que se eliminou a etapa requerida de pós-tratamento para recuperação do fotocatalisador. Porém, a imobilização do TiO2 acarretou em um decréscimo na atividade fotocatalítica quando comparado ao material em suspensão, devido a diversos fatores, entre eles, a redução da área superficial ativa do fotocatalisador e a limitações nos processos de transferência de massa. A síntese de TiO2 incorporado a substratos porosos, foi utilizada como alternativa para tentar compensar essa redução de área superficial ativa do fotocatalisador. Nesta abordagem utilizou-se diversos materiais como substratos porosos para síntese de TiO2: óxido de alumínio, óxido de zircônio, sílica-gel, sílica mesoporosa ordenada (SMO) e carvão ativado. Dentre eles, os materiais mistos de TiO2/SMO e TiO2/carvão ativado, proporcionaram os melhores resultados frente à mineralização de fenol. A incorporação de TiO2 a materiais adsorventes, além de promover um aumento nas porcentagens de fotoxidação de fenol, demonstrou potencialidade para contornar parte das inerentes limitações causadas pelo processo de imobilização do fotocatalisador. / The main goal of this work was to find alternatives capable to promote an improvement in terms of applicability of the heterogeneous photocatalysis process, in order to make it feasible in large scale. The use of the photocatalyst TiO2 immobilized and also modificated with adsorbent materials was evaluated. The heterogeneous photocatalysis process, either using photocatalyst immobilized in glass or photocatalyst synthesized and modified with different adsorbent materials, showed good efficiency to degrade phenol, which was used as pollutant compound. The degradation percentages for solutions with initial concentration of 250 mg L-1 of phenol were above 80% after 120 minutes of treatment. The use of TiO2 under the immobilized form provided a reduction of total organic carbon levels up to 59% in 120 minutes. It is a promissory result, since it eliminated post treatment steps to recover the photocatalyst, when it is used under suspended form. However, the immobilization of TiO2 caused a decrease in photocatalyst activity compared to the suspension process. The synthesis of TiO2 with incorporation of supports to its surface was evaluated as an alternative to compensate the reduction of active surface area. In order to reach this goal, many materials were used as a porous support for synthesis of TiO2, such as: aluminum oxide, zirconium oxide, silica-gel, ordered mesoporous silica and activated carbon. Amongst them, the synthesized materials constituted of TiO2/SMO and TiO2/ activated carbon showed the best results for phenol mineralization. The incorporation of adsorbent materials to the TiO2 composition, besides to promote a raising in the phenol photoxidation, demonstrated to be a viable strategy to compensate the limitations caused by the photocatalyst immobilization process.
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