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Previous issue date: 2010-03-10 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O estudo da degradação de organofosforados é de suma importância tanto na área ambiental quanto na de defesa química. Tem sido descrito na literatura exaustivos estudos sobre degradação de organofosforados relacionados à agricultura. Um desses estudos leva em conta o uso da luz na degradação de um dos organofosforados mais usados na agricultura como pesticida, o paration. O processo chamado de fotocátalise heterogênea, envolve a ativação de um semicondutor (geralmente TiO2) por luz solar ou artificial. A absorção de fótons com energia superior à energia de “bandgap” resulta na promoção de um elétron da banda de valência para banda de condução com geração concomitante de um buraco (hole) na banda de valência. Estes buracos mostram potenciais suficientemente positivos, capazes de formar radicais hidroxila a partir de moléculas de água adsorvidas na superfície do semicondutor, os quais podem subseqüentemente oxidar contaminantes orgânicos. O objetivo deste trabalho foi determinar a influência da substituição de titânio por zircônio em TiO2 na adsorção de organofosforados, que é uma das etapas de degradação desses compostos. Para isso foram determinadas as estruturas, propriedades eletrônicas e vibracionais de organofosforados adsorvidos em TiO2 (101) anatase e Ti(1-x)ZrxO2. Os compostos estudados e adsorvidos são: Paration, Sarin e VX. A idéia foi propor uma técnica bem descrita experimentalmente para degradação do paration, para possível detoxificação de organofosforados usados como armas químicas, no caso, o Sarin e o VX. Foi feito o estudo da adsorção dos organofosforados em titânia substituída com zircônio na proporção Ti(1-x)ZrxO2, levando em conta que modificações na estrutura do catalisador aumentam a atividade fotocatalítica. Cálculos feitos verificam a contribuição energética da etapa de adsorção e comparando com a estrutura do catalisador puro foi possível obter melhora nesta etapa. Foram obtidas energias de fisissorção e quimissorção nas diferentes posições possíveis. O tipo de adsorção foi confirmado com estudos de diferença de carga eletrônica. Foi obtido também o estudo de frequência vibracional. A partir dos resultados, concluiu-se que a adsorção se processou de maneira mais efetiva nos casos em que foi usado o catalisador com zircônio, com energia de adsorção de -25,71kcal/mol, para o p-VX adsorvido. Em titânia pura a energia de adsorção de p-VX foi de -18,14kcal/mol. As diferenças de densidade de carga eletrônica também confirmaram os resultados. / The study of degradation of organophosphorous is critical both in the environmental area as in chemical defense. Has been described in the literature studies on degradation of organophosphorous related to agriculture. One of the study considers the use of light in a degradation of the organophosphorous pesticide used in agriculture: the parathion. The process called heterogeneous photocatalysis involves the activation of a semiconductor (usually TiO 2) by sunlight or artificial. The absorption of photons with energy higher than the energy band gap results in the promotion of an electron from the valence band to conduction band with concomitant generation of a hole (hole) in the valence band. These holes show sufficiently positive potential, capable of forming hydroxyl radicals from water molecules adsorbed on the semiconductor surface, which can subsequently oxidize organic contaminants. The aim of this study was to determine the influence of the substitution of titanium by zirconium in TiO2 adsorption of organophosphorous, which is one of the stages of degradation of these compounds. For this we determine the structures, vibrational and electronic properties of organophosphorous adsorbed on TiO2 (101) anatase and Ti(1-x)ZrxO2. The compounds adsorbed are: parathion, sarin and VX. The idea was to propose a technique well described experimentally for the degradation of parathion for possible detoxification of organophosphorous used as chemical weapons, in this case, Sarin and VX. Was done to study the adsorption of organophosphorous in titania replaced with zirconium in the ratio Ti(1-x)ZrxO2, taking into account that changes in the structure of the catalyst increase the photocatalytic activity. Calculations verify the contribution of the adsorption energy step and comparing the structure of the pure catalyst was possible to obtain improvement in this step. We obtained energies of physisorption and chemisorption at different possible positions. The type of adsorption was confirmed with studies of in electronic difference charge. Was also obtained to vibrational frequency study. From the results it was concluded that the adsorption is processed more effectively in cases where the catalyst was used with zirconium, with adsorption energy of -25.71 kcal / mol for p-VX adsorbed. Titania in pure energy of adsorption, p-VX was -18.14 kcal / mol. The difference in electronic charge density also confirmed the results.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/5522 |
| Date | 10 March 2010 |
| Creators | Antunes, Florence Pereira Novais |
| Contributors | Leitão, Alexandre Amaral, Borges Júnior, Itamar, Silva, Clarissa Oliveira da, Dantas, Sócrates de Oliveira |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), Programa de Pós-graduação em Química, UFJF, Brasil, ICE – Instituto de Ciências Exatas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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