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metadata.teses.dc.title: Catalisadores nanoestruturados com ordenamento core-shell: o efeito do meio de síntese na eficiência catalítica
metadata.teses.dc.title.alternative: Nanostructured catalysts with core-shell ordination: the effect of the synthesis means on catalytic efficiency
metadata.teses.dc.creator: Barbosa, André Geraldo Nogueira
metadata.teses.dc.creator.Lattes: http://lattes.cnpq.br/6925875132362027
metadata.teses.dc.contributor.advisor1: Guimarães, Iara do Rosário
metadata.teses.dc.contributor.advisor-co1: Chagas, Maria Batista
metadata.teses.dc.contributor.referee1: Leal Neto, Jonas
metadata.teses.dc.contributor.referee2: Bianchi, Maria Lucia
metadata.teses.dc.contributor.referee3: Nogueira, André Esteves
metadata.teses.dc.subject: Óxidos de ferro
Core-shell
Polímeros do tipo brush
Reações Fenton
Remediação ambiental
Iron oxide
Brush type polymers
Environmental remediation
metadata.teses.dc.date.issued: 16-Jul-2020
metadata.teses.dc.description.sponsorship: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
metadata.teses.dc.identifier.citation: BARBOSA, A. G. N. Catalisadores nanoestruturados com ordenamento core-shell: o efeito do meio de síntese na eficiência catalítica. 2020. 90 p. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2020.
metadata.teses.dc.description.resumo: Os óxidos metálicos são conhecidos por sua importância como catalisadores nos mais diversos setores, desde reações de interesse industrial até remediação ambiental. O desempenho desses óxidos em catálise heterogênea depende grandemente de sua natureza, tamanho, forma e área superficial, sendo a relação entre esses fatores crucial para determinar seu potencial em atividades catalíticas. Diante do exposto e da necessidade de se aperfeiçoar as técnicas de tratamento, de águas residuais, já existentes os materiais do tipo core-shell tornam-se uma alternativa cada vez mais interessante para a obtenção de catalisadores estáveis, que apresentam diferentes propriedades, as quais podem ser estudadas para outras áreas de aplicação. Assim, este trabalho, tem por objetivo desenvolver materiais nanoestruturados com ordenamento core-shell, sendo o invólucro um polímero. Foram sintetizados os óxidos de ferro em fase magnetita pura e revestida com polietilenoglicol (PEG) e álcool polivinílico (PVA). A síntese ocorreu pelo método de coprecipitação com uma modificação do meio reacional pela adição dos polímeros ao meio reacional. Por meio da análise de difração de raio X (DRX) foi possível evidenciar a existência dos nanomateriais em fase magnetita, sendo que os materiais MagPEG20000 – 2% e MagPVA – 2% se destacaram por apresentar um tamanho ainda menor que os demais. Além disso ambos os materiais apresentaram maior dispersão das partículas pela modificação de superfície e isso está relacionado a proporção do polímero e também ao tamanho da cadeia polimérica. A atividade catalítica e mecanismo de degradação foram avaliados pela decomposição de peróxido de hidrogênio em meio aquoso e orgânico, apresentando uma evolução de O2 equivalente a 13,55 e 14,7 mL para os materiais de melhor desempenho respectivamente, MagPEG20000 – 2% e MagPVA – 2%, e uma redução de aproximadamente 75% na evolução desse volume quando em meio aquoso. A capacidade cinética de degradação e adsorção foi estudada pela remoção de cor das moléculas orgânicas azul de metileno (AM), preto eriocromo T (EBT) e violeta cristal (VC), em que os materiais modificados por PEG20000 e PVA, com proporções de 2% foram os de melhor resultado apresentando uma descoloração de aproximadamente 100% para o corante AM, 85% (por aquele modificado por PEG) e 90% (por aquele modificado por PVA) para o corante EBT e 83% e 98% para o corante VC. Diante dos resultados, pode-se considerar que a adição de PEG20000 e PVA como polímeros estabilizantes foi bem sucedida nas proporções de 2% em massa interferindo diretamente nas propriedades do óxido de ferro. Palavras-
metadata.teses.dc.description.abstract: Metal oxides are known for their importance as catalysts in the most diverse sectors, from reaction of industrial interest to environmental remediation. The performance of these oxides in heterogeneous catalysis depends largely on their nature, size, shape and surface area, and the relationship between these factors is crucial to determine their potential in catalytic activities. In view of the above and the need to improve wastewater treatment techniques, core-shell materials already become an increasingly interesting alternative for obtaining not only stable catalysts, but also catalysts that present different properties, which can be studied for other application areas. Therefore, this work aims to develop nanostructured materials with a core-shell ordering, the shell being a polymer. Iron oxides were synthesized in pure magnetite phase and coated with polyethylene glycol (PEG) and polyvinyl alcohol (PVA). The synthesis occurred by the method of coprecipitation with a modification of the reaction medium by adding the polymers to the reaction medium. Through X-ray diffraction analysis (XRD) it was possible to show the existence of nanomaterials in the magnetite phase, with the materials MagPEG20000 – 2% and MagPVA – 2% standing out for presenting an even smaller size than the others. In addition, both materials showed greater dispersion of particles by surface morphology and this is related to the proportion of the polymer and to the size of the polymeric chain. The catalytic activity and degradation mechanism were evaluated by the decomposition of hydrogen peroxide in aqueous and organic media, showing an O2 evolution equivalent to 13.55 and 14.7 mL for the best performing materials, respectively, MagPEG20000 – 2% and MagPVA – 2%, and a reduction of approximately 75% in the evolution of this volume when in an aqueous medium. The kinetic capacity of degradation and adsorption was studied by removing the color of the organic molecules methylene blue (BM), black eriochrome T (EBT) and crystal violet (VC), in which the materials modified by PEG20000 and PVA, with proportions of 2% were the ones with the best result, showing a discoloration of approximately 100% for the BM dye, 85% (for the one modified by PEG) and 90% (for the one modified by PVA) for the EBT dye, and 83% and 98% for the VC dye. In view of the results, it can be considered that the addition of PEG20000 and PVA as stabilizing polymers was successful in the proportions of 2% by mass, directly interfering in the properties of iron oxide.
metadata.teses.dc.identifier.uri: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/41998
metadata.teses.dc.publisher: Universidade Federal de Lavras
metadata.teses.dc.language: por
Appears in Collections:DQI - Agroquímica - Mestrado (Dissertações)



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