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dc.creatorPereira, Leydiane de Oliveira-
dc.date.accessioned2019-05-21T13:07:11Z-
dc.date.available2019-05-21T13:07:11Z-
dc.date.issued2019-05-21-
dc.date.submitted2019-03-29-
dc.identifier.citationPEREIRA, L. de O. Productionof magnetic photocatalysts and their application in photocatalytic reactions. 2019. 84 . Tese (Doutorado em Agroquímica)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2019.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/34327-
dc.description.abstractMany studies have been carried out to assess the efficient degradation of recalcitrant organic contaminants present in industrial effluents. Heterogeneous photocatalysis appears as a good alternative for the treatment of these effluents. The most used semiconductor in photocatalysis is TiO2 P25, due to its high efficiency and other advantages. However, one of its limitations is the small size of its particles, making difficult its separation from the treated effluent. To overcome this problem, an alternative is to associate this semiconductor with a magnetic phase, where the photocatalyst can be easily separated from the treated effluent by the action of a magnetic field. Several authors reported that a layer is needed to avoid the physical contact of TiO2 and iron, since the contact of these can reduce the photocatalytic activity. In this study, Ti/Fe/AC and Ti/C/Fe, where TiO2-P25 (Ti) was immobilized on the surface of two different substrates: (i) Fe/AC - Fe3O4 particles dispersed on the surface of commercial activated carbon (AC) and ii) Fe/C - Fe3O4 and Fe3C particles coated with charcoal (C) (core-shell configuration), which was obtained from thermal decomposition of sucrose. These photocatalysts were obtained with the following TiO2 contents: 20, 40, and 60%, characterized and used for the degradation of remazol black 5 (RB5), acetaminophen, and phenol in the presence of UV radiation. The results obtained were divided into two articles. The first one presents the results obtained with the photocatalysts 20, 40, and 60Ti/Fe/AC (the numbers indicate the TiO2 content) for the degradation of black remazol dye (RB5). The characterization results showed that TiO2 particles are present on the surface of the Fe/AC support, and that it consists of magnetite, amorphous carbon, and graphite. BET surface area reduced from 283 to 165 m 2 g -1 , with the increase of TiO2 supported. The sedimentation tests showed that after 30 minutes in the presence of magnetic field, the turbidity of the photocatalyst/water mixture reduced up to 93%. The photocatalytic efficiency of the obtained materials increased with the TiO2 content, reducing 95% of its coloration and 90% of the total organic carbon. In the second article, the characterization results of the photocatalysts 20, 40, and 60Ti/C/Fe proved the formation of the magnetic phases, Fe3C and Fe3O4, which are coated with amorphous and graphitic charcoal. Scanning electron microscopy images showed that TiO2 particles are also present on the C/Fe surface. The sedimentation kinetics of the photocatalysts showed efficiency of 76 to 89% in only 30 minutes in the presence of magnetic field, while the TiO2 tests were not significant. The photocatalysts showed high capacity for degradation of RB5, acetaminophen, and phenol in aqueous solution, and the 60Ti/Fe/C sample degraded 99, 77, and 90% of these three contaminants, respectively. Comparing the 60Ti/Fe/AC and 60Ti/C/Fe photocatalysts, they discolored 95 and 99% of the BR5 dye, respectively, proving that both materials showed good photocatalytic efficiency. Thus, it can be concluded that all materials prepared in this work presented excellent photocatalytic efficiency and great ease in the separation of the reaction medium, which simplifies its application and reduces operational costs. These factors indicate the high potential of these materials for large-scale applications.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavraspt_BR
dc.rightsrestrictAccesspt_BR
dc.subjectFotocatalisador magnéticopt_BR
dc.subjectFotocatálise heterogêneapt_BR
dc.subjectCarvão ativadopt_BR
dc.subjectMagnetic photocatalystpt_BR
dc.subjectHeterogeneous photocatalysispt_BR
dc.subjectActivated carbonpt_BR
dc.titleProduction of magnetic photocatalysts and their application in photocatalytic reactionspt_BR
dc.title.alternativeProdução de fotocatalisadores magnéticos e sua aplicação em reações fotocatalíticaspt_BR
dc.typetesept_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Agroquímicapt_BR
dc.publisher.initialsUFLApt_BR
dc.publisher.countrybrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Magalhães, Fabiano-
dc.contributor.advisor-co1Leal Neto, Jonas-
dc.contributor.advisor-co2Carvalho, Iara do Rosário Guimarães-
dc.contributor.referee1Tristão, Juliana Cristina-
dc.contributor.referee2Pedroso, Márcio Pozzobon-
dc.contributor.referee3Bianchi, Maria Lucia-
dc.contributor.referee4Guerreiro, Mário César-
dc.description.resumoDiversos estudos têm sido realizados para a degradação eficiente de contaminantes orgânicos recalcitrantes presentes em efluentes industriais. A fotocatálise heterogênea surge como uma boa alternativa para o tratamento destes efluentes. O semicondutor mais utilizado na fotocatálise é o TiO2 P25 devido sua alta eficiência e outras vantagens. No entanto, uma de suas limitações é o pequeno tamanho de suas partículas, fazendo com que sua separação do efluente tratado seja difícil. Para contornar este problema, uma alternativa é associar este semicondutor com uma fase magnética, onde o fotocatalisador pode ser facilmente separado do efluente tratado pela ação de um campo magnético. Diversos autores relatam que é necessária uma camada para evitar o contato físico do TiO2 e o ferro, uma vez que o contato destes pode reduzir a atividade fotocatalítica. Sendo assim, neste trabalho foram obtidos os fotocatalisadores magnéticos, Ti/Fe/AC e Ti/C/Fe, onde TiO2-P25 (Ti) foi imobilizado na superfície de dois suportes distintos: (i) Fe/AC – partículas de Fe3O4 disperso na superfície de carvão ativado comercial (AC) e ii) C/Fe – partículas de Fe3O4 e Fe3C revestidas com carvão (C) (configuração core-shell) obtido a partir da decomposição térmica da sacarose. Estes fotocatalisadores foram obtidos com os seguintes teores de TiO2: 20, 40 e 60%, caracterizados e utilizados para degradação do preto remazol 5 (RB5), acetaminofeno e fenol na presença de radiação UV. Os resultados obtidos foram divididos em dois artigos. O primeiro apresenta os resultados obtidos com os fotocatalisadores 20, 40 e 60Ti/Fe/AC (os números indicam o teor de TiO2) para a degradação do corante preto remazol (RB5). Os resultados de caracterização comprovaram que as partículas de TiO2 estão presentes na superfície do suporte Fe/AC, e que este é constituído de magnetita, carbono amorfo e grafítico. Medidas de área superficial BET mostraram uma redução de 283 a 165 m 2 g -1 com o aumento de TiO2 suportado. Os testes de sedimentação mostraram que após 30 minutos na presença de campo magnético, a turbidez da mistura fotocatalisador/água reduziu até 93%. A eficiência fotocatalítica dos materiais obtidos aumentou com o teor de TiO2, chegando a reduzir 95% de sua coloração e 90% do carbono orgânico total. No segundo artigo os resultados de caracterização dos fotocatalisadores 20, 40 e 60Ti/C/Fe comprovaram a formação das fases magnéticas, Fe3C e Fe3O4, as quais estão revestidas por carvão amorfo e grafítico. Imagens de microscopia eletrônica de varredura mostraram que partículas de TiO2 também estão na superfície do C/Fe. A cinética de sedimentação dos fotocatalisadores mostrou eficiência de 76 a 89 % em apenas 30 minutos na presença de campo magnético, enquanto os testes com TiO2 não foram significativos. Os fotocatalisadores apresentaram alta capacidade para degradação do RB5, acetaminofeno e fenol em solução aquosa, sendo que a amostra 60Ti/C/Fe degradou 99, 77, 90% destes três contaminantes, respectivamente. Ao comparar os fotocatalisadores 60Ti/Fe/AC e o 60Ti/C/Fe, nota-se que estes descoloriram 95 e 99% do corante BR5, respectivamente, comprovando que ambos materiais apresentaram boa eficiência fotocatalítica. Sendo assim, pode-se concluir que todos os materiais preparados neste trabalho apresentaram excelente eficiência fotocatalítica, grande facilidade na separação do meio reacional, o que simplifica sua aplicação e reduz custos operacionais. Estes fatores indicam o alto potencial destes materiais para aplicação em maiores escalas.pt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Químicapt_BR
dc.subject.cnpqQuímicapt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4605068188764005pt_BR
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