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Previous issue date: 2017-07-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho estudou-se os mecanismos envolvidos na degradação do corante preto direto por nanopartículas monometálicas de Fe (NPs Fe) e de Cu (NPs Cu) e bimetálicas de Fe/Cu (NPs Fe/Cu). Os nanomateriais foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura, os quais possuíam forma esférica e diâmetro inferior a 100nm. Nas NPs Fe e de Cu foi encontrado um teor (m/m) mínimo de 33% de Fe e 114% de Cu, e nas NPs Fe/Cu o teor de Fe e Cu foi de 33,5% e 10%, respectivamente. Para uma concentração fixa do corante (200 mL, 20 mg L -1 ), obteve-se uma maior degradação com o aumento da dose de NPs, para os três materiais. Estudos cinéticos envolvendo as NPs Fe e de Cu apresentaram duas etapas de degradação, sendo a última associada à passivação do material. Para as NPs Fe/Cu foram observadas três regiões, as duas primeiras relacionadas às espécies de Cu e a última associada à Fe. O efeito sinérgico entre os dois metais foi observado na reação com NPs Fe/Cu, que degradaram o corante de maneira mais eficiente e superior às monometálicas. Estudos sob condições anóxicas e óxicas apresentaram taxas de degradação, respectivamente, de 100 e 30% para NPs de Fe; 90 e 50% para NPs Fe/Cu e 40% em ambas reações para NPs Cu, indicando um mecanismo de degradação via processo redutivo, também confirmado em ensaios na presença de álcool t-butílico (10 mmol L -1 ). A adição de EDTA (8,64.10 -3 mol L -1 ) ao sistema, para 0,5 g L -1 de NPs, provocou queda na taxa de degradação do corante pelos três materiais, sugerindo que os íons advindos da oxidação das NPs participavam da reação. Tais resultados foram comprovados por experimentos efetuados na presença de Fe (II), Fe (III), Cu (I) e Cu (II), os quais promoveram descoloração da solução. A solução dessorvida, obtida do material sólido após degradação, foi analisada por Espectrofotometria de Absorção Molecular, cujo espectro indicou a adsorção dos produtos de degradação no material, resultados comprovados por análises de Infravermelho. Com as informações obtidas, foram propostos modelos do comportamento de cada NP, que se baseiam em processos redutivos de degradação pelas NPs e remoção física dos produtos de degradação via fenômenos de adsorção. / In this work it was studied the mechanisms involved in the degradation of a black dye through monometallic nanoparticles of Fe (NPs Fe) and Cu (NPs Cu) and bimetallic of Fe/Cu (NPs Fe/Cu). The nanomaterials were characterized through Scanning Electron Microscope (SEM), which contained spherical shape and size below a 100 nm. The minimum content of metals detected was 33% (m/m) of Fe in NPs Fe, 114% (m/m) of Cu in NPs Cu and 33,5% and 10% (m/m) of Fe and Cu, respectively, in the NPs Fe/Cu. In a fixed concentration of the dye (200 mL, 20 mg L1 - ), it was observed a larger degradation with the increasing of NPs doses in the three materials studied. Kinetics researches involving the NPs Fe and NPs Cu showed two phases of degradation, being the last one connected to the passivation of the material. Three regions were observed to NPs Fe/Cu, the two first were related to the Cu species and the last one to Fe species. The synergic effect between these two metals was observed in the reaction with NPs Fe/Cu, which promoted efficiency and kinetics degradation of the dye higher than the correspondent monometallic NP. Studies over oxides and anoxic conditions presented degradation rates of 100 and 30% for NPs Fe, 90 and 50% for NPs Fe/Cu, respectively, and 40% in both reactions for NPs Cu, showing a degradation mechanism through reductive process which was also confirmed in a test with T-butyl alcohol (10 mmol L -1 ). The addition of EDTA (8,64.10 -3 mol L -1 ) to the system, to 0,5 g L -1 of NPs, caused a reduction of the dye degradation to the three materials, suggesting that the ions from the oxidation of NPs were participating in the reaction. These results were proved by experiments with the Fe (II), Fe (III), Cu (I) and Cu (II) presence, which promoted the discoloration of the solution. Assays of desorption were performed with the NPs after degradation. The desorbed solution was analyzed by Molecular Absorption Spectrophotometry, whose spectrum indicated the adsorption of the products of degradation in the material and the results were proved through Infrared analysis. Using all the collected data, were designed models of each NP’s behavior, which are based on the degradation reductive processes through NPs and the physical removal of the degradation products through adsorption phenomenon.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/18606 |
| Date | 14 July 2017 |
| Creators | Ourique, Mariane Freitas |
| Contributors | Oliveira, André Fernando de, Moreira, Renata Pereira Lopes |
| Publisher | Universidade Federal de Viçosa |
| 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 UFV, instname:Universidade Federal de Viçosa, instacron:UFV |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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