Remoção de corante Rodamina B em efluente sintético por fotocatálise heterogênea com ZnO e Nd/ZnO
No presente trabalho, foram realizados ensaios experimentais para estudar a possibilidade de remover, por fotocatálise heterogênea, o corante Rodamina B (RhB) em solução aquosa e em efluente sintético produzido em laboratório. Estudos de degradação de corantes têxteis por fotocatálise heterogênea mo...
| Autor: | |
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| Tipo de documento: | dissertação |
| Estado: | Versão publicada |
| Data de publicação: | 2024 |
| País: | Brasil |
| Recursos: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) |
| Repositório: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ |
| Idioma: | português |
| OAI Identifier: | oai:www.bdtd.uerj.br:1/22784 |
| Acesso em linha: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22784 |
| Access Level: | Acceso aberto |
| Palavra-chave: | Heterogenous photocatalysis Rhodamine b Fotocatálise heterogênea Corantes e tingimentos Rodamina b Nd/ZnO Efluente têxtil Textile wastewater ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA |
| Resumo: | No presente trabalho, foram realizados ensaios experimentais para estudar a possibilidade de remover, por fotocatálise heterogênea, o corante Rodamina B (RhB) em solução aquosa e em efluente sintético produzido em laboratório. Estudos de degradação de corantes têxteis por fotocatálise heterogênea mostram um significativo aumento na atividade fotocatalítica do ZnO ao ser dopado com terras-raras, sendo o neodímio (Nd) uma dessas opções promissoras. Baseando-se nesses estudos, foram sintetizados dois catalisadores Nd/ZnO por impregnação úmida com solução de Nd(OH)3, obtendo 0,1 e 0,5% em massa de Nd em ZnO. Para o tratamento fotocatalítico com ZnO puro e Nd/ZnO, foi empregada uma lâmpada UV-Vis sobre a solução aquosa contendo RhB em um reator, sob agitação e temperatura controladas durante 150 min. O mesmo ensaio fotocatalítico com os três catalisadores foi realizado para o efluente sintético preparado em laboratório. A eficiência da remoção de cor da solução foi avaliada por meio da técnica de espectrofotometria UV-Vis. Pelo fato do corante ser orgânico, também foi monitorada a redução de carga orgânica após o tratamento pela análise da demanda química de oxigênio (DQO). Para a caracterização dos catalisadores, foram realizadas as análises de difração de raios X (DRX), fisissorção de N2 (BET, BJH), análise termogravimétrica, análise química por espectroscopia de emissão atômica por plasma acoplado indutivamente (ICP-OES), espectroscopia com infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de absorção UV-Vis por reflectância difusa (DRS), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e potencial zeta. Pelas caracterizações dos catalisadores Nd/ZnO sintetizados, observou-se a manutenção da estrutura wurtzita e morfologia quase esférica, apresentadas no ZnO puro. A análise textural indicou materiais de baixa área específica, e isoterma do Tipo II, conforme a classificação IUPAC. Pela análise de DRS, a energia de band gap EG do ZnO também permaneceu inalterada após a síntese com as duas concentrações de Nd, mostrando que os catalisadores de Nd/ZnO absorviam preferencialmente radiação UV. Na solução aquosa de RhB, o catalisador Nd(0,1%)/ZnO obteve 100% de descoloração, igual ao ZnO puro, demonstrando grande potencial para a remoção de corantes. No efluente têxtil sintético, apesar da remoção de RhB ter sido inferior (7%), o catalisador Nd(0,1%)/ZnO apresentou uma redução significativa da carga orgânica (50%), superior ao ZnO (30%). Os resultados promissores para a redução da DQO indicam que os catalisadores Nd/ZnO podem ser eficazes na degradação de outros compostos orgânicos presentes em efluentes têxteis. Otimizações na síntese e nas condições de operação podem melhorar ainda mais o desempenho dos catalisadores para a remoção de RhB e outros corantes. A pesquisa demonstra o potencial dos catalisadores Nd/ZnO para o tratamento de efluentes têxteis, com resultados animadores na redução da carga orgânica. Mais estudos são necessários para otimizar a aplicação desses catalisadores na descoloração completa de efluentes têxteis. |
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