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Título: Preparo e avaliação de catalisadores de dióxido de estanho (SNO2) ou óxido de nióbio (V) (Nb2O5) modificados com metais de transição
Título Alternativo: Preparation and evaluation of catalysts of tin dioxide (SnO2) and niobium oxide (V) (Nb2O5) modified transition metals
Autor(es): Rezende, Carlos Cândido de
Lattes: http://lattes.cnpq.br/1906335085012009
Orientador: Leal Neto, Jonas
Coorientador: Oliveira, Luiz Carlos Alves de
Membro da banca: Guerreiro, Mario César
Membro da banca: Melo, Walclée Carvalho de
Membro da banca: Silva, Maria Cristina
Membro da banca: Vieira, Tales Giuliano
Assunto: Indústria têxtil – Corantes
Poluição – Aspectos ambientais
Catálise heterogênea
Textile industry – Coloring matter
Pollution – Environmental aspects
Heterogeneous catalyses
Data de Defesa: 15-Set-2016
Data de publicação: 19-Jan-2017
Agência de Fomento: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Referência: REZENDE, C. C. de. Preparo e avaliação de catalisadores de dióxido de estanho (SNO2) ou óxido de nióbio (V) (Nb2O5) modificados com metais de transição. 2016. 89 p. Tese (Doutorado em Agroquímica)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2016.
Resumo: As indústrias têxteis, utilizam em seu processo industrial corantes orgânicos de difícil degradação e que são descartados em corpos de águas naturais diariamente. Uma vez no meio ambiente, os corantes apresentam efeitos tóxicos e/ou genotóxicos nos organismos. A produção total de corantes no mundo é estimada em 800.000 ton./ano e pelo menos 10-15% desses entram no meio ambiente por meio dos efluentes. Neste trabalho foram sintetizados materiais de dióxido de estanho (SnO2), dióxido de estanho dopado com níquel (Ni-SnO2) e com ródio (Rh-SnO2) e óxido de nióbio (V) dopado com Rh (Rh-Nb2O5). Esses materiais foram preparados por meio do método de coprecipitação utilizando-se hidróxido de amônio ou hidróxido de sódio como agente de precipitação e ajuste de pH. Com base na reflectância difusa, os materiais dopados apresentaram uma coloração mais intensa do que os óxidos puros, indicando uma variação no valor do band gap. O dióxido de estanho foi dopado com 1,1% e 2,3% de Ni e 1% de Rh, 1% e 0,5% de Rh-Na-SnO2, e o óxido de nióbio (Nb2O5) com 1,6%, 4% e 10% de Rh. A análise de difração de raios-X (DRX) dos óxidos de estanho permitiu a identificação da estrutura tetragonal do tipo cassiterita (SnO2), confirmada a partir da ficha JCPDS 041-1445. Na dopagem do Nb2O5 houve a formação de óxido de sódio e nióbio (Na2Nb4O11, JCPDS 44-60). Pela equação de Scherrer, os diâmetros dos cristalitos estão na faixa de nanômetros. Para os materiais de dióxido de estanho a espectroscopia Mössbauer de 119Sn indicou a alta valência do estanho (Sn+4) e que os materiais com níquel possuem uma quebra na simetria ao redor do estanho, indicativo da existência de átomos de níquel dopando o material. Por meio da reflectância difusa observou-se que os valores de band gap estão diminuindo de acordo com o aumento da concentração do dopante. Com o objetivo de definir as condições degradação da rodamina B foram realizados alguns testes, utilizando o dióxido de estanho (SnO2), como: influência da quantidade de peróxido de hidrogênio, influência da concentração do corante e variação no pH da solução do corante. As melhores condições para realização dos testes catalíticos foram 0,01 mL de H2O2 50%,concentração do corante rodamina B de 10 ppm e pH igual a 6. Os testes revelaram que, para os materiais de dióxido de estanho e óxido de nióbio (V), ambos com maior porcentagem de dopante, a remoção de cor foi de aproximadamente 50%.
Abstract: Textile industry uses, in its manufacturing processes, organic dyes which are difficult to be degraded and are daily disposed in natural waters. Once in the environment, dyes may show toxic and/or genotoxic effects in organisms. The total production of dyes worldwide is estimated at 800,000 tons per year and at least 10-15% are discharged into environment by effluents. In this paper, it was synthesized materials based on tin dioxide (SnO2), tin dioxide doped with nickel (Ni-SnO2) and with rhodium (Rh-SnO2), and niobium oxide (V) doped with Rh (Rh-Nb2O5). These materials were prepared through the coprecipitation method using ammonium hydroxide or sodium hydroxide as precipitation agent and pH adjustment. Based on diffuse reflectance, doped materials have presented more intense color than the pure oxides, indicating a change in the values of the band gap. Tin dioxide was doped with 1.1% and 2.3% of Ni and 1% of Rh, 1% and 0.5% of Rh-Na-SnO2, and the niobium oxide (Nb2O5) with 1.6%, 4% and 10% of Rh. The analysis of X-ray diffraction (XRD) of the tin dioxides allowed the identification of the tetragonal structure of cassiterite type (SnO2), confirmed through the JCPDS 041-1445 record. In the doping of Nb2O5 there was the formation of sodium oxide and niobium (Na2Nb4O11, JCPDS 44-60). By Sherrer equation, crystallites diameters are in the nanometer scale. For tin dioxide materials, the Mössbauer spectroscopy of 119Sn indicated the high valency of tin (Sn+4) and that materials with nickel presented a break of symmetry around the tin, indicating the existence of nickel atoms doping the material. Diffuse reflectance results allowed observing that the band gap values are decreased according to the increase of concentration of the doping. In order to define the conditions of Rhodamine B degradation, some tests were performed, using the tin dioxide (SnO2), such as the influence of hydrogen peroxide amount, the influence of dye concentration and the pH variation of the colorant solution. The best conditions for performing the catalytic tests were 0.01 mL of H2O2 50%, concentration of Rhodamine B dye of 10 ppm and pH equal to 6. Tests revealed that for the materials of tin dioxide and niobium oxide (V), both with higher percentage of doping, the color removal was around 50%.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/12167
Publicador: Universidade Federal de Lavras
Idioma: por
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