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Previous issue date: 2015-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Contamination by dyes is one of the main problems related to water and environment pollution. In recent years, the search for new alternatives for the appropriate treatment of organic wastewater compounds has intensified. This study aims to evaluate the
photocatalytic activity of copper oxide nanoparticles II (CuO), as well as obtaining
nanostructured magnetic and porous media for the immobilization thereof. The CuO
is a p-type semiconductor that acts as a sink photogenerated electrons. In this work,
the CuO has been obtained by coprecipitation,hydro and solvothermal methods, with
particles sizes of approximately 15 nm, 1 μm and 1 μm respectively. The materials'
photocatalytic activity have been evaluated under excitation in the visible and
ultraviolet regions. In all the cases, CuO proved to be efficient for the Rhodamine B
color removal in the presence of hydrogen peroxide under visible light for 1 hour;
reaching over 90% of color removal effectiveness. The main factor that makes
impracticable the use of photocatalysts for water treatment on a large scale is the
difficulty on recovering the active material. Thus, in this study, a magnetic scaffold
composed of magnetite:hydroxyapatite has been developed. Magnetite provided
magnetic activity to the medium, while the hydroxyapatite was used to provide
sufficient porosity to the material in order to immobilize the CuO nanoparticles. In
addition, the magnetite was protected of the oxidation process and consequent
magnetic activity loss. The magnetite and hydroxyapatite have been obtained by
chemical coprecipitation, presenting average particles sizes of 50 and 15 nm,
respectively. The magnetite:hydroxyapatite magnetic scaffold presented the desired
homogeneous chemical composition, indicating a successful synthesis. The
magnetic photocatalyst has been obtained by CuO impregnation on the magnetic
scaffold using an ultrasonic probe-type. The photocatalyst immobilized on magnetic
scaffold proved to be efficient on the color removal of Rhodamine B dye, reaching the
same efficacy than pure CuO. The immobilized photocatalyst remained efficient on
color removal when re-used. / A contaminação por corantes é um dos principais problemas relacionados à poluição das águas. Assim, a busca por novas alternativas para o tratamento adequado dos efluentes de compostos orgânicos tem se destacado nos últimos anos. O presente trabalho visou avaliar a atividade fotocatalítica das nanopartículas de óxido de cobre II (CuO), bem como, a obtenção de suportes magnéticos e porosos nanoestruturados para a imobilização das mesmas. Neste trabalho, o CuO foi obtido pelos métodos de coprecipitação química, hidro e solvotermal. As partículas de CuO obtidas por estes métodos apresentaram tamanhos médios de aproximadamente 15 nm, 1 μm e 1 μm, respectivamente. A atividade fotocatalítica dos materiais
sintetizados foi avaliada utilizando-se radiação na região do visível e do ultravioleta. Para todos os casos, o CuO obtido mostrou-se eficiente para a remoção da cor do corante Rodamina B, na presença de peróxido de hidrogênio, sob luz visível em menos de 1 h de exposição, alcançando mais de 90% de efetividade. O principal fator que inviabiliza o uso de fotocatalisadores para tratamento de águas em grande escala, é a dificuldade de recuperação do material ativo do meio. Desta maneira, no presente trabalho foi desenvolvido um suporte magnético e poroso constituído por magnetita:hidroxiapatita. A magnetita proporcionou ao suporte a atividade magnética, enquanto a hidroxiapatita foi usada para fornecer ao material porosidade
suficiente com o objetivo de imobilizar as nanopartículas de CuO, além de proteger a magnetita da oxidação e consequente perda da atividade magnética. A magnetita e a hidroxiapatita foram obtidas por coprecipitação química, apresentando diâmetros médios de partículas de 50 e 15 nm, respectivamente. O suporte constituído por magnetita:hidroxiapatita apresentou a homogeneidade esperada e foi utilizado para
imobilização do fotocatalisador CuO, a partir da impregnação do mesmo. O fotocatalisador imobilizado no suporte magnético mostrou-se eficiente na remoção de cor da Rodamina B, mantendo a eficácia do CuO puro. Ao ser reutilizado, o fotocatalisador imobilizado manteve-se eficiente na remoção de cor.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/8119 |
| Date | 31 July 2015 |
| Creators | Santos, Lílian Cruz |
| Contributors | Paris, Elaine Cristina |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Química, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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