Resumo: Esse estudo investigou a cinética de coagulação floculação do TiO2 em suspensão aquosa de baixa força iônica (água destilada)e força iônica média (água de abastecime to público),em função do pH e da adição de sulfato de alumínio. A coagulação floculação do TiO2 ocorre quando o pH é ajustado próximo ao pH do potencial isoelétrico, pela compressão da camada de difusão ou pela adsorção hidrólise com íons Al 3+ . Em suspensões de TiO2 com baixa força iônica,a coagulação ocorre a um determinado pH (4,0 e 7,0), uma vez que ele depende basicamente da superfície do óxido. Com adição de um coadjuvante de sedimentação (por ex. sulfato de alumínio), a qual a força iônica é alta,a coagulação floculação ocorre muito rápido. O tempo de decantação do material em suspensão foi de 2:00 h, foi comparada a cinética de sedimentação da decantação simples com a realizada em Jar Test sob a influência de agitação rápida (eletrocinético) e lenta (ortocinético) antes de permitir a sedimentação. O melhor desempenho foi em Jar Test,turbidez final de 10 NTU. / Abstract: This study investigated the coagulation-flocculation kinetics of TiO2 in an aqueous Suspension of low-strength ionic solution (distilled water) and a medium strength ionic solution (tap water) as a function of pH and of the addition of aluminum sulfate. Coagulation-flocculation of TiO2 occurs when the pH is adjusted close to the isoelectric potential (iep), by compression of the diffusion layer or by adsorption-hydrolysis with Al 3+ ions. In TiO2 suspensions with low electric strength,coagulation takes place at certain pH (4,0 a d 7,0) since it depends basically on the oxide surface.With the addition of sedimentation aid (e.g.,aluminum sulfate), in which the ionic strength is high, coagulation-flocculation, takes place very fast. The decantation time of the material in suspension was of 2h. The sedimentation kinetic of the simple decantation was compared to that carried out in Jar Test under influence of fast stirring (electrokinetic) and slow stirring (ortokinetic) before sedimentation set up.The best performance was in Jar Test,final turbidez of 10 NTU. / Orientador: Ariovaldo de Oliveira Florentino / Coorientador: José Pedro Serra Valente / Banca: Pedro Magalhães Padilha / Banca: Cassio Luis Fernandes de Oliveira / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Mestre

Orientador: Leinig Antonio Perazolli / Banca: Marcos Augusto de Lima Nobre / Banca: Rossano Gimenes / Resumo: Neste projeto foram obtidos pós fotocatalíticos de TiO2/SnO2 modificados com Ag2O, utilizando o método dos precursores poliméricos (Pechini). A composição dos óxidos foi TiO2(75%)/SnO2(25%) e o agente modificador Ag2O nas concentrações: 0,01, 0,05, 0,10, 0,50 e 1,00 mol%. Estes óxidos foram analisados utilizando difratometria de Raios X (análise da cristalinidade), área superficial (SBET - análise de area superficial), FEG/MEV (análise da morfologia das partículas), XPS (análise das interações atômicas na superfície) e espectroscopia de refletância difusa (no ultravioleta-visível - UV-Vis - análise do "band-gap" dos óxidos). As atividades fotocatalíticas foram medidas, utilizando um reator montado em nossos laboratórios, realizando a fotodecomposição de soluções de Rodamina B, catalisada pelos óxidos em estudo, em um estudo da descoloração proporcional que foi medida em um espectrofotômetro no comprimento de onda de 300 a 700nm. Os estudos de atividade fotocatalítica foram realizados tanto em lâmpada UV como na luz solar e os resultados foram semelhantes, ou seja, obteve-se um óxido com o mesmo comportamento na luz solar. Estes estudos foram realizados para comparar a mudança na atividade fotocatalítica ao variar a concentração do agente modificador (Ag). Verificou-se que durante o processo de calcinação surgem aglomerados nos óxidos fotocatalisadores, que podem degenerar o efeito da fotoatividade. Obteve-se pós com fotoatividade catalítica, que apresentaram degradação da Rodamina B em 11 minutos, valor próximo aos 9 minutos obtidos para a degradação utilizando P25 (DEGUSSA), que é um óxido comercial amplamente utilizado e estudado / Abstract: In this project, photocatalytical TiO2/SnO2 powders modified with Ag2O were obtained by the polymeric precursor method (Pechini). It were obtained to result in a final oxide composition of: TiO2(75%)/SnO2(25%) and the modifying agent (Ag2O) concentration: 0.01, 0.05, 0.10, 0.50 and 1.00 mol%. This powders were analyzed using X-Ray diffractometry (to analyze the phases formed), superficial area (SBET), by FEG/SEM (to analyze the superficial characteristics), XPS (to analyze the superficial atomic interaction) and diffuse reflectance spectroscopy (on ultraviolet visible - UV-Vis - to analyze the powders band-gap). The photocatalytic activities were measured, using a homemade reactor, during the decomposition of Rodhamine B (RB) solutions, in a study of the proportional discoloration measured in a scanning spectrophotometer in the wave length 300 to 700nm. The RB decomposition studies were carried on both UV-lamp and sun-light and the results were similar, this means that were obtained an oxide with the same behavior on sun-light. This was made to compare the photocatalytic activity when varying the modifier agent concentration (Ag). It were also verified that during the calcination process that some agglomerates evolves and that can degenerate the photocatalytical effect. It were obtained photocatalytical powders, that degenerate RB in 11 minutes, close to the 9 minutes obtained by degradation using P25 (DEGUSSA) that is a commercial oxide widely used and studied / Mestre

Orientador: Maria Valnice Boldrin / Banca: Hideko Yamanaka / Banca: Mercedes de Moraes / Banca: Jeosadaque José de Sene / Banca: Denise Alves Fungaro / Resumo: Os estudos de degradação do corante VAT idantreno verde oliva foram realizados empregando-se solução 5x10-5 mol L-1 do corante em meio de NaCl 0,1 mol L-1 , pH=2,0 por meio do processo fotoeletrocatalítico sobre eletrodos de filmes finos de Ti/TiO2. Após 210 min de tratamento foi obtido 100% de descoloração e 86 % de mineralização. A aplicação do método fotocatalítico nas mesmas condições experimentais leva a apenas 60% de remoção do corante, indicando que o método fotoeletrocatalítico apresenta maior eficiência que a técnica de fotocatálise. A degradação do corante ácido vermelho 8 foi investigada através de processo fotoquímico empregando irradiação UV com lâmpada germicida de 4 W e lâmpada de mercúrio de 80 W. Foi observado significativa remoção da cor, porém análises de carbono orgânico total mostraram que o processo não apresenta nenhuma mineralização da matéria orgânica. Utilizando-se lâmpada de 80 W a degradação do corante ocorre segundo reação de pseudo primeira ordem com constante de velocidade de 0,0122 min-1 . A degradação do corante vermelho 8 é mais eficiente pelo processo fotocatalítico. A oxidação fotocatalítica de solução 5x10-5 mol L-1 do corante em meio de Na2SO4 0,1 mol L-1 , pH=6,0, sobre vidro/TiO2 promoveu 100 % de remoção da cor e aproximadamente 43 % de mineralização do corante. A eficiência fotocatalítica de filmes de TiO2 suportados em substrato de vidro obtidos pelo método dip-coating foi investigada testando-se a degradação do corante ácido vermelho em filmes obtidos variando-se os parâmetros: número de etapas de recobrimento, velocidade de deposição e temperatura de calcinação. O filme que mostrou maior eficiência fotocatalítica na degradação do corante ácido vermelho 8, foi construído com 1 depósito de TiO2, velocidade de recobrimento de 50 mm/min e temperatura... (resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Studies of degradation of the dye VAT Indanthrene olive green were performed using solution was 5x10-5 mol L-1 dye in NaCl 0.1 mol L-1 , pH = 2.0 through the process photoelectrocatalytic thin-film electrodes Ti/TiO2. After 210min of treatment was obtained 100% discoloration and 86% of mineralization. The application of the photocatalytic the same experimental condition leads to 60% removal of dye, indicating that the method photoelectrocatalytic is more efficient than the technique of photocatalysis. The degradation of acid red dye 8 was investigated by photochemical process using irradiation with UV germicidal lamp 4W and mercury lamp of 80W. Have been observed significant removal of color, but the analysis of carbon organic total no shows mineralization of organic matter. Using 80W lamp degradation of the dye is second reaction under pseudo first order rate constant of 0.0122 min-1 . The degradation of the red dye 8 is more efficient for the photocatalytic process. The photocatalytic oxidation of solution 5x10-5 mol L-1 dye in the midst of Na2SO4 0.1 mol L-1 , pH= 6.0 on glass/TiO2 promoted 100% removal of color and approximately 43% mineralization of the dye. The efficiency of photocatalytic TiO2 films supported on glass substrate obtained by dip-coating method was investigated by testing the degradation of acid red dye in films obtained by varying the parameters: number of steps of coating, deposition rate and temperature calcination. The film showed better photocatalytic degradation of dye Acid Red 8, was built with 1 deposit TiO2, coating speed of 50 mm/min and calcination temperature of 350°C film. Under these conditions the degradation of the dye second reaction is pseudo first-order rate constant of degradation of k = 0.121 min-1 . Therefore, it is concluded that the technique of photolysis and photocatalysis can be an excellent alternative to decolorize... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Ariovaldo de Oliveira Florentino / Banca: Cristiane Barbieri Rodella / Banca: José Pedro Serra Valente / Resumo: As águas residuárias dos processos de extração vegetal para fins farmacêuticos apresentam elevada DQO (Demanda Química de Oxigênio) e orgânicos persistentes que não são eliminados pelos tratamentos de resíduos líquidos convencionais. Atualmente, a fotocatálise heterogênea vêm se destacando como processo de oxidação avançado (POA) capaz de mineralizar compostos persistentes responsáveis pela poluição do meio ambiente aquático. Este trabalho tem o propósito de descontaminar o efluente semi-tratado de um indústria de extração vegetal, situada na região de Botucatu, São Paulo, Brasil; para seu posterior reuso, a fotocatálise (TiO2 em suspensão) foi aplicada. Foram realizados testes com variação do pH da amostra em que se obteve maior eficiência de fotodegradação em pH 4,0. Foi testado a adição de persulfato de potássio em várias concentrações, constatando que a adição 0,1 g L-1 favorece a degradação dos poluentes mais persistentes remanescentes do efluente semi-tratado. Finalmente, com o objetivo de remover o TiO2 da suspensão foram realizados testes de coagulação-floculação, na presença de sulfato de alumínio e pH 4,0. O tempo de decantação do material em suspensão foi de 30 minutos, DQO final de 2,5 mg O2 L-1 e a turbidez final de 2 NTU. A fotocatálise contribuiu para a remoção de tóxicos persistentes, redução da DQO, eliminação de odores e redução da turbidez do efluente. / Abstract: The wastewater of vegetable extraction process (for pharmaceutical use) present increased DQO (Qhemistry Demand of Oxigen) and bio-recalcitrant organic contaminant that are not eliminated by convencional wastewater treatments. Presently, the heterogen photocatalysis is been outstanding as advanced oxidation process (AOP) capable of decaying of recalcitrant compounds, responsible for the pollution of the aquatic environment. This paper have to purpose of descontaminate the pretreated wastewater by vegetable extraction industry, located in Botucatu region, São Paulo, Brazil; the photocatalysis (TiO2 suspension) was applicated, for it is future reuse. Experiments were carried out with various pH samples with efficient results of photodegradation in pH 4,0. Experiments with the peroxydisulphat addition have done in various concentrations, concluding that it is minimum addition (0,1 g L-1) favours the degradation speed of the moust recalcitrants polluants of the pretreated wastewater. Eventually, experiments of coagulation-floculation have been done to remove the TiO2 (0,5 g L-1) from the suspension, in presence of aluminium sulphate (0,2 g L-1) and pH 4,0. The time of decantation of the suspension material was 30 minutes, the final turbidity 2 NTU and final DQO 2,5 mg O2 L-1. The photocatalysis contributed to remove recalcitrant organic compounds, to reduce the DQO, eliminated the smell and to redecue the wastewater turbidity. / Mestre

Orientador: Edério Dino Bidóia / Banca: José Carlos Marconato / Banca: Antonio Sergio Spanó Seixas / Resumo: O interesse científico e comercial pela catálise ambiental expandiu-se significativamente, nos últimos anos, devido ao aumento contínuo das restrições legais sobre a qualidade das emissões. Cada vez mais, surgem demandas pelo desenvolvimento de tecnologias de tratamento e remediação de água. Com isso, a catálise pode ser a peça chave neste desenvolvimento. Os efluentes industriais, como os provenientes das refinarias de petróleo, indústrias petroquímicas e coquearias, freqüentemente contêm compostos fenólicos que são tóxicos ao ambiente aquático e ao homem. Estes compostos são tratados convencionalmente através de processos biológicos, de extração e adsorção. Entretanto, estas técnicas apresentam limitações para aplicação em sistemas de concentrações intermediárias e em presença de multicomponentes fenólicos, além de representarem um elevado custo de tratamento. Dessa forma, o uso de tecnologias avançadas de oxidação catalítica vem se consolidando como uma das tendências de desenvolvimentos futuros em catálise, como a fotocatálise. Neste contexto, estão os processos oxidativos avançados (POAs), os quais se caracterizam pela capacidade de gerar radicais hidroxila que são responsáveis por oxidar compostos orgânicos. Dentre os POAs se encontra o processo fotocatalítico. A fotocatálise heterogênea é baseada na irradiação de um fotocatalisador, geralmente um semicondutor inorgânico, como o TiO2, cuja energia do fóton deve ser maior ou igual a energia do band gap do semicondutor para provocar uma transição eletrônica (excitação). Assim, o processo é capaz de oxidar os compostos orgânicos à CO2 e H2O. Entretanto, a aplicação prática da fotocatálise heterogênea em suspensões de TiO2 apresenta algumas desvantagens, como a separação final das partículas do catalisador e o baixo rendimento quântico. Através de eletrodos térmicos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Scientific and commercial interest in environmental catalysis expanded significantly in last years due to restrictions about the emissions quality. Even more, it has been increasing the demands for the development of technologies for water treatment and remediation. Thus, catalysis may be an important technique in this area. Industrial effluents, such as petrochemical wastewater, often present phenolic compounds that are toxic to aquatic environment and humans. These compounds are conventionally treated by biological, extraction and adsorption process. However, these processes have limitation in systems with intermediate concentrations and in presence of phenol derivates, besides of represent high cost. Therefore, the use of advanced technologies of catalytic oxidation has been consolidated as one of tendencies in future developments in catalysis, such as the photocatalysis. In this context are the advanced oxidative processes (AOPs), which are able to generate hydroxyl radicals that are responsible for oxidizing organic compounds. And, within the AOPs is the photocatalysis. The heterogeneous photocatalysis is based on irradiation of a photocatalyzer that is usually an inorganic semiconductor, such as TiO2. Photon energy must be greater or equal to the semiconductor's band gap energy to cause an electronic transition (excitation). Hence, the process is able to oxidize organic compounds to CO2 and H2O. Nevertheless, heterogeneous photocatalysis application with TiO2 suspensions presents some disadvantages, for example the final separation of catalyst particles and the low quantum yield. Through Ti/TiO2 thermal electrodes, these problems can be solves, because it becomes unnecessary the final separation of particles and it is also possible the application of an electric potential on electrode. Electric potential improves the photocatalytic efficiency due to the electronic drainage that... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre