Aplicação de processos foto-fenton na degradação de efluentes industriais utilizando membranas de acetato de celulose/Fe

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2016
Autor(a) principal: RIBEIRO, Karine
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
MEMBRANAS
FERRO IMOBILIZADO
FOTO-FENTON
FENOL
CORANTE
ACETATO DE CELULOSE
Link de acesso: https://biblioteca.sophia.com.br/terminalri/9566/acervo/detalhe/155250
Resumo: (Doutorado em Química) - Programa de Pós Graduação em Química, Universidade Estadual do Centro-Oeste
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spelling Aplicação de processos foto-fenton na degradação de efluentes industriais utilizando membranas de acetato de celulose/FeMEMBRANASFERRO IMOBILIZADOFOTO-FENTONFENOLCORANTEACETATO DE CELULOSE(Doutorado em Química) - Programa de Pós Graduação em Química, Universidade Estadual do Centro-OesteNeste trabalho, a degradação de poluentes orgânicos foi investigada pelo processo foto-Fenton utilizando formas imobilizadas de Fe3+ em membranas de acetato de celulose. Duas membranas foram preparados com diferentes concentrações de ferro (ACFe 1% e 5% (m/m), os quais foram caracterizados por espectrometria de absorção atômica, espectroscopia eletrônica no ultravioleta e visível (UV-VIS), espectroscopia no infravermelho (FTIR) mapeamento químico por espectrometria de energia dispersiva de raios X (EDS) e análise termogravimétrica (TG/DTA). O mapeamento químico do ferro evidenciou a homogeneidade do metal na superfície das membranas preparadas, não havendo aglomeração do mesmo. No espectro do FTIR foram observadas duas bandas na região de 875 e 838 cm-1, associados ao ferro imobilizado, já que não foram encontradas no acetato de celulose puro. A eficiência das membranas preparadas foram testados mediante degradações de soluções do azocorante Preto Reativo 5 e do Fenol (50 mg L-1) e, posterior análise de efluentes reais. As variáveis que afetam o processo foto-Fenton, como concentração de ferro nas membranas de acetato de celulose, concentração de peróxido de hidrogênio e pH da solução, foram otimizadas utilizando planejamento fatorial 23. As membranas preparadas com maior quantidade de ferro resultaram nos melhores resultados em um pH = 4,0. A quantidade otimizada de peróxido de hidrogênio para o corante foi de 100 mg L-1 e para o fenol 140 mg L-1. Para ambos os substratos modelos, nos estudos utilizando luz artificial, a degradação foi de aproximadamente 100% e redução média de 89% da demanda química de oxigênio (DQO). Como esperado, processos com radiação solar foram menos eficazes do que os operados com radiação artificial, neste caso, foram obtidos reduções de 78% de DQO para o corante e 83% para o fenol. No processo operado em pH 6,0 e luz artificial, a degradação dos substratos foi muito similar ao obtido em pH 4,0; indicando que as membranas podem ser utilizados em pHs mais básicos sem a precipitação de íons ferro. Estudos de adsorção, fotocatálise e decomposição por peróxido de hidrogênio, mostraram pouca influência na degradação dos substratos quando comparado com os excelentes resultados obtidos pelo processo foto-Fenton. Em todos os estudos realizados, foi observado que o ferro permaneceu imobilizado e estável nas membranas, possibilitando a reutilização do material por até sete vezes. Em relação à aplicação do processo na degradação de efluentes industriais, foi verificado novamente a eficiência catalítica do material preparado, pois em tempos de 300 minutos houve redução de aproximadamente 70% da DQO para os efluentes da indústria de papel higiênico e 72% da DQO para o efluente da indústria têxtil.In this work, the degradation of organic pollutants was investigated by the photo-Fenton process using immobilized forms of Fe3+ in cellulose acetate membranes. Two membranes were prepared with different iron concentrations (CAFe 1% and 5% (w/w), which were characterized by atomic absorption spectrometry, electron spectroscopy in the ultraviolet and visible (UV-VIS), infrared spectroscopy (FTIR) chemical mapping by energy dispersive X-ray spectrometry (EDS), thermal gravimetric analysis (TG/DTA). The iron chemical mapping showed homogeneity in the metal surface of the prepared membranes, without agglomeration thereof. In the FTIR spectrum were observed two bands in the region of 875 and 838 cm-1, associated with the fixed iron, since they were not found in pure cellulose acetate. The performance of the prepared membranes were tested solutions by degradation of the azo dye Reactive Black 5 and Phenol (50 mg L-1), and further analysis of real effluent. The variables affecting the photo-Fenton process, such as iron concentration in the membranes of cellulose acetate, hydrogen peroxide concentration and pH of the solution were optimized using factorial design 23. Membranes prepared with higher amounts of iron resulted in better results in a pH = 4,0. The optimum amount of hydrogen peroxide for dye was 100 mg L-1 and the phenol 140 mg L-1. For both substrates models in studies using artificial light, degradation was approximately 100% and an average 89% reduction of chemical oxygen demand (COD). As expected, processes solar radiation were less effective than those operated by artificial radiation, in this case, 78% of COD reductions were obtained for the dye and 83% for phenol. In the process operated at pH 6,0 and artificial light, the degradation of these substrates was very similar to that obtained at pH 4,0; indicating that the membranes can be used at more basic pH without precipitation of iron ions. Studies of adsorption and photocatalytic decomposition of hydrogen peroxide, showed little influence on the degradation of substrates when compared with the excellent results obtained by the photo-Fenton process. In all studies, it was observed that the iron remained fixed and stable membranes, enabling the reuse of the material up to seven times. Regarding the application of the process in the degradation of industrial effluents, it was checked again the catalytic efficiency of the material prepared as in times of 300 minutes there was a reduction of approximately 70% of COD in the effluent of the toilet paper industry and 72% of COD to the effluent from the textile industry.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESAcesso AbertoSubmitted by Fabiano Jucá (fjuca@unicentro.br) on 2017-07-07T13:02:34Z No. of bitstreams: 1 KARINE RIBEIRO.pdf: 3530494 bytes, checksum: 3d1fe82fbbe718312f48dd6f9cdc43d3 (MD5) Made available in DSpace on 2017-07-07T13:02:34Z (GMT). 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