Mestrado em Engenharia Química

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Navegando Mestrado em Engenharia Química por Orientador(a) "Bertholdo, Roberto"

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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Síntese e caracterização de carbono polimérico para remoção de atrazina por adsorção
    (Universidade Federal de Alfenas, 2022-02-03) Oliveira, Cristiane De; Bertholdo, Roberto; Rodrigues, Márcio Barreto; Giraldi, Tânia Regina
    Este trabalho descreve a síntese e caracterização de carbono polimérico obtido a partir da grafitização catalítica de resina fenólica e sua utilização como material adsorvente na remoção de atrazina. Foram obtidas quatro diferentes amostras de materiais de carbono que foram sintetizadas com diferentes níveis de agitação na etapa de mistura do catalisador da grafitização (ferroceno) ao pré polímero. As amostras de carbono foram caracterizadas por Difração de raios-X (DRX), Espectroscopia Raman e também foram caracterizadas quanto a área superficial, tamanho e morfologia de poros por BET. Tanto os resultados de DRX quanto os resultados de Espectroscopia Raman mostraram que as amostras são formadas por uma mistura de carbono grafítico e não grafítico e por uma mistura de óxidos de ferro. Todas as amostras apresentaram elevada área superficial e tamanho médio de poro compatível com o tamanho da molécula de ATZ. Os resultados preliminares de adsorção da ATZ em solução aquosa mostraram que a agitação magnética interfere diretamente no potencial adsortivo das amostras devido à propriedade magnética das mesmas, inviabilizando a utilização deste método de agitação. Não houve diferença significativa na capacidade de adsorção de ATZ quando utilizou-se agitação mecânica e nem quando variou-se o pH do meio. A cinética de adsorção da ATZ seguiu o modelo de pseudossegunda ordem e o modelo de Weber e Morris mostrou que a adsorção ocorre por transferência de massa externa e difusão intrapartícula, corroborando com o modelo cinético ajustado. Com o aumento da temperatura houve um aumento da capacidade de adsorção de ATZ que chegou a 451,6 mg.g-1 na temperatura de 50 ºC. O modelo de isoterma de Langmuir foi o mais adequado para representar os dados experimentais de equilíbrio e o estudo termodinâmico indicou que a adsorção de ATZ no CPAG4 foi espontânea, favorável, do tipo física, endotérmica e controlada entropicamente. A propriedade ferromagnética do material se mostrou um atrativo de grande diferencial que pode facilitar e viabilizar o processo de separação e de reuso do mesmo, além disso, o material estudado apresenta ótimas perspectivas em ser utilizado como adsorvente na remoção de outros contaminantes, tanto catiônicos quanto aniônicos, devido à elevada área superficial e predominância de diferentes cargas variando o pH do meio.
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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Síntese e caracterização de tungstato de prata para aplicação na degradação fotocatalítica de poluentes orgânicos
    (Universidade Federal de Alfenas, 2023-06-23) Pereira, Otávio Augusto Poli; Bertholdo, Roberto; Schnitzler, Danielle Caroline; Giraldi, Tania Regina
    O aumento da contaminação ambiental por poluentes orgânicos tem impulsionado pesquisas voltadas para o tratamento por diferentes processos. Tais poluentes podem persistir no meio ambiente, causando problemas como a contaminação do solo, águas superficiais e lençóis freáticos, principalmente. Entre os poluentes orgânicos mais persistentes é possível listar os pesticidas, produtos farmacêuticos e algumas classes de corantes. A fotocatálise heterogênea tem sido amplamente investigada pelo uso de diferentes materiais semicondutores que atuam como fotocatalisadores na oxidação destes poluentes. O tungstato de prata, Ag2WO4, é um semicondutor com propriedades fotocatalíticas destacadas, pois ao ser irradiado por luz ultravioleta (UV) ou visível (Vis) é capaz de produzir radicais hidroxila, peróxido e/ou superóxidos que apresentam elevado potencial de oxidação de poluentes orgânicos. Neste trabalho, foram sintetizadas partículas de tungstato de prata pelo método hidrotermal assistido por radiação micro-ondas, sendo assim, um diferencial em relação a outros trabalhos que não exploraram esse método de síntese em condição de alto controle. Os materiais sintetizados foram caracterizados por técnicas de DRX, DRS, MEV/FEG e área superficial BET. Os resultados de DRX indicaram que foi possível obter Ag2WO4 com predominância da fase alfa, mais recomendada para fotocatálise, em temperaturas menores do que sugeridas por trabalhos anteriores encontrados na literatura. Foram realizados estudos fotocatalíticos na etapa de aplicação, com o intuito de degradar os potenciais poluentes orgânicos, como Atrazina, Paraoxon, Paracetamol, Fluoxetina e Sertralina, mostrando que a Atrazina foi a molécula que melhor respondeu ao uso do fotocatalisador, aumentando as taxas de remoção por degradação fotocatalítica. Como o material sintetizado se mostrou mais promissor para aplicação na remoção de Atrazina, foram realizados estudos de adsorção e fotodegradação de Atrazina tanto em amostras sintéticas quanto em amostra de água superficial. Os resultados do estudo cinético de adsorção mostraram que o tempo de equilíbrio de adsorção de Atrazina pelo adsorvente foi de 30 minutos. Nos estudos de fotodegradação foram utilizadas duas fontes de luz, UV e visível. Sob luz UV, foram gerados produtos de degradação, o que não ocorreu nos estudos usando luz visível. Desta maneira, a aplicação com águas superficiais foi realizada sob essa faixa de luz com adição de peróxido. O material se mostrou com boas perspectivas para remoção de Atrazina sob as condições otimizadas, contribuindo para a solução do problema da contaminação e persistência de poluentes orgânicos no meio ambiente.