Síntese de CuNb2O6 pela rota de autocombustão e imobilização em membrana de quitosana para degradação de azo corante

dc.contributor.advisor-co1Tiburtius, Elaine Regina Lopes
dc.contributor.advisor-co1Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.contributor.advisor1Pessôa, Christiana Andrade
dc.contributor.advisor1Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.contributor.referee1Sirtori, Carla
dc.contributor.referee1Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.contributor.referee2Castro, Eryza Guimarães de
dc.contributor.referee2Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.contributor.referee3Pinheiro, Luís Antônio
dc.contributor.referee3Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.contributor.referee4Campos, Sandro Xavier
dc.contributor.referee4Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.creatorGuz, Ricardo
dc.creator.Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.date.accessioned2024-08-19T12:14:08Z
dc.date.accessioned2026-06-24T19:42:14Z
dc.date.available2024-08-19T00:00:00Z
dc.date.available2024-08-19T12:14:08Z
dc.date.issued2024-05-10
dc.description.abstractWith the increase in population and the high rate of industrialization worldwide, it is necessary to advance measures to preserve the environment, water and energy resources. Furthermore, seek technologies to mitigate damage caused to the environment. Therefore, this work presents the description of the CuNb2O6 photocatalyst, orthorhombic (900 oC) and monoclinic (650 oC), by the self-combustion method, and its immobilization in a chitosan membrane by the casting method. In addition to evaluating the photocatalytic capacity in the manipulation of the yellow dye Tartrazine, widely used in the food industry. Characterizing the immobilized orthorhombic CuNb2O6 (900 oC) allowed us to verify a bandgap equal to 1.45 eV, orthorhombic structure with high purity 99.90%. Statistical analysis was carried out with the support of the Doehlert matrix to study the influence of pH and CuNb2O6 concentration during the photocatalytic reaction in the degradation of the dye, with results pointing to pH conditions equal to 7.34 and CuNb2O6 concentration equivalent to 2.27 g L-1. It proved to be efficient and promising in degradation, with an associative process between adsorption and photodegradation, with a 94% reduction in chromophoric compounds (430 nm) and an 86% reduction in aromatic compounds (260 nm) under visible radiation from the Hg lamp (filtered by the quartz bulb). The next step was to reduce the synthesis temperature and modify the radiation sources to elucidate the behavior of CuNb2O6/chitosan in the degradation of the dye to reduce energy costs. The characterization of monoclinic CuNb2O6 (650 oC) showed high purity and homogeneity, a bandgap equal to 1.48 eV, a surface area equivalent to 16.31 m2 g-1, with a wide cationic range. The degradations showed satisfactory results with reduction rates for UV LED equal to 99.37% and 80.13% for chromophoric (430 nm) and aromatic (260 nm) compounds, respectively; for Vis LED, the results were equal to 93.17% and 78.56% for chromophoric and aromatic compounds respectively and for solar radiation, the results were 85.35% and 40.89% for chromophoric and aromatic compounds respectively. After treatment, no concentrations of phenols and amines were found above the detection limit (0,5 μg L-1 e 0,25 mg L-1, respectively). Immobilization can be verified by characterization, and its stability by reusing the membranes in 6 study cycles. Leaching studies using atomic absorption analysis did not show a high concentration of leached copper in all treatments developed (maximum of 18.11 μg L-1), in addition to a very similar reaction behavior between the materials (orthorhombic and monoclinic) in the different light sources.pt_BR
dc.description.resumoCom o aumento da população e a alta taxa de industrialização a nível mundial, é necessário avançar em medidas para preservar o meio ambiente, os recursos hídricos e energéticos. Além disso, buscar tecnologias para mitigação dos danos causados ao meio ambiente. Desta forma, apresenta-se neste trabalho a síntese do fotocatalisador CuNb2O6, ortorrômbico (900 oC) e monoclínico (650 oC), pelo método de autocombustão, e sua imobilização em membrana de quitosana pelo método de casting. Além da avaliação da capacidade fotocatalítica na degradação do corante amarelo Tartrazina, amplamente utilizado na indústria alimentícia. A caraterização do CuNb2O6 ortorrômbico (900 oC) imobilizado em membrana de quitosana, permitiu verificar um bandgap igual a 1,45 eV, estrutura ortorrômbica com elevada pureza 99,90%. Realizou-se a análise estatística com o apoio da matriz de Doehlert para estudar a influência do pH e da concentração de CuNb2O6 durante a reação fotocatalítica na degradação do corante, onde os resultados apontaram para condições otimizadas de pH igual a 7,34 e concentração de CuNb2O6 equivalente a 2,27 g L-1. Nestas condições, este processo associativo entre adsorção/fotodegradação mostrou-se eficiente e promissor na degradação do corante amarelo Tartrazina, com uma redução de 94% dos compostos cromóforos (430 nm) e uma redução de 86% dos compostos aromáticos (260 nm), sob radiação visível oriunda da lâmpada de Hg (filtrada pelo bulbo de quartzo). Na sequência, buscou-se reduzir a temperatura de síntese, e modificar as fontes de radiações, com o intuito de elucidar o comportamento do CuNb2O6/quitosana, na degradação do corante visando a redução de custos energéticos. A caraterização do CuNb2O6 monoclínico (650 oC), mostrou alta pureza e homogeneidade, um band-gap igual a 1,48 eV, uma área superficial equivalente a 16,31 m2 g-1, com uma ampla faixa catiônica. As degradações apresentaram resultados satisfatórios com taxas de redução para LED UV iguais a 99,37% e 80,13% nos compostos cromóforos (430 nm) e aromáticos (260 nm), respetivamente, e para LED Vis os resultados foram iguais a 93,17% e 78,56% para compostos cromóforos e aromáticos, respetivamente e para a radiação solar, os resultados foram 85,35% e 40,89% nos compostos cromóforos e aromáticos, respectivamente. Após o tratamento não foram encontradas concentrações de fenóis e aminas acima do limite de detecção (0,5 μg L-1 e 0,25 mg L-1, respectivamente). Pode-se verificar a imobilização pela caracterização, e sua estabilidade pela reutilização das membranas em 6 ciclos de estudo. Estudos de lixiviação pela análise de absorção atômica, não apresentou uma concentração elevada de cobre lixiviado em todos os tratamentos desenvolvidos (máximo de 18,11 μg L-1), além de um comportamento reacional muito semelhante entre os materiais (ortorrômbico e monoclínico) nas diferentes fontes luminosas.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.identifier.citationGUZ, Ricardo. Síntese de CuNb2O6 pela rota de autocombustão e imobilização em membrana de quitosana para degradação de azo corante. 2024. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://ri.uepg.br/handle/123456789/1220
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Estadual de Ponta Grossapt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Químicapt_BR
dc.publisher.initialsUEPGpt_BR
dc.publisher.programPrograma Associado de Pós-Graduação em Química - Doutoradopt_BR
dc.relationConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectSíntesept_BR
dc.subjectImobilizaçãopt_BR
dc.subjectAssociação fotocatalise/adsorçãopt_BR
dc.subjectOtimizaçãopt_BR
dc.subjectReator solarpt_BR
dc.subjectSynthesispt_BR
dc.subjectImmobilizationpt_BR
dc.subjectPhotocatalysis/adsorption associationpt_BR
dc.subjectOptimizationpt_BR
dc.subjectsolar reactorpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApt_BR
dc.titleSíntese de CuNb2O6 pela rota de autocombustão e imobilização em membrana de quitosana para degradação de azo corantept_BR
dc.typeTesept_BR

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