Avaliação da atividade fotoeletrocatalitica de eletrodo baseado em Ti/RuO2-TiO2 modificado com óxidos de Estanho e Tântalo para a degradação do corante Azul Índigo
| Ano de defesa: | 2023 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Espírito Santo
BR Mestrado em Química Centro de Ciências Exatas UFES Programa de Pós-Graduação em Química |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.ufes.br/handle/10/16750 |
Resumo: | Indigo Blue (IB) is a dye widely used by the textile sector for dyeing cellulosic fibers of cotton and jeans, being considered a recalcitrant substance, therefore resistant to traditional treatments. Several methodologies are reported in the literature for the removal or degradation of dyes from the aqueous medium, among these methodologies the advanced oxidative processes (AOPs) stand out, which use the in situ formation of highly reactive oxidant species in the degradation of the pollutant. Photoelectrocatalysis is an AOP that employs photocatalysis combined with electrocatalysis and shows promising results in the degradation of dyes when using a dimensionally stable anode (DSA) as the photoanode. In the present study, we sought to investigate the efficiency of an DSA prepared by the thermal decomposition method of polymeric precursors based on Ti/RuO2-TiO2 modified with tin and tantalum oxides. These ADEs were analyzed by physical (X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray) and electrochemical (cyclic voltammetry) techniques. Then, IB dye (100 mg L-1 ) degradation assays were performed using NaCl as support electrolyte, by photocatalysis, electrocatalysis and photoelectrocatalysis techniques. The compositions Ti/RuO2-TiO2-SnO2Ta2O5 (30:40:10:20), Ti/RuO2-TiO2- SnO2 (30:60:10), Ti/RuO2-TiO2-Ta2O5 (30:50:20) and Ti/RuO2-TiO2 (30:70) were tested, so that the ternary compositions stood out. By using the photoelectrocatalysis technique, it was possible to obtain a removal of 100% in 40 min with a current of 20 mA. The influence of the color removal current was also analyzed, so that, when using a current of 100 mA, a 100% color removal was obtained in 20 min. The electrolyte concentration was also studied, since NaCl acts by generating chlorinated species that will degrade AI, thus, the lower the NaCl concentration, the slower the process. Finally, the chemical oxygen demand (COD) of the medium during the photoelectrocatalysis process was also analyzed, with a COD removal of 55%. |
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Avaliação da atividade fotoeletrocatalitica de eletrodo baseado em Ti/RuO2-TiO2 modificado com óxidos de Estanho e Tântalo para a degradação do corante Azul Índigotitle.alternativeFotoeletrocatáliseAzul índigoÂnodo dimensionalmente estável.subject.br-rjbnQuímicaIndigo Blue (IB) is a dye widely used by the textile sector for dyeing cellulosic fibers of cotton and jeans, being considered a recalcitrant substance, therefore resistant to traditional treatments. Several methodologies are reported in the literature for the removal or degradation of dyes from the aqueous medium, among these methodologies the advanced oxidative processes (AOPs) stand out, which use the in situ formation of highly reactive oxidant species in the degradation of the pollutant. Photoelectrocatalysis is an AOP that employs photocatalysis combined with electrocatalysis and shows promising results in the degradation of dyes when using a dimensionally stable anode (DSA) as the photoanode. In the present study, we sought to investigate the efficiency of an DSA prepared by the thermal decomposition method of polymeric precursors based on Ti/RuO2-TiO2 modified with tin and tantalum oxides. These ADEs were analyzed by physical (X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray) and electrochemical (cyclic voltammetry) techniques. Then, IB dye (100 mg L-1 ) degradation assays were performed using NaCl as support electrolyte, by photocatalysis, electrocatalysis and photoelectrocatalysis techniques. The compositions Ti/RuO2-TiO2-SnO2Ta2O5 (30:40:10:20), Ti/RuO2-TiO2- SnO2 (30:60:10), Ti/RuO2-TiO2-Ta2O5 (30:50:20) and Ti/RuO2-TiO2 (30:70) were tested, so that the ternary compositions stood out. By using the photoelectrocatalysis technique, it was possible to obtain a removal of 100% in 40 min with a current of 20 mA. The influence of the color removal current was also analyzed, so that, when using a current of 100 mA, a 100% color removal was obtained in 20 min. The electrolyte concentration was also studied, since NaCl acts by generating chlorinated species that will degrade AI, thus, the lower the NaCl concentration, the slower the process. Finally, the chemical oxygen demand (COD) of the medium during the photoelectrocatalysis process was also analyzed, with a COD removal of 55%.O Azul Indigo (AI) é um corante amplamente utilizado pelo setor têxtil para o tingimento de fibras celulósicas de algodão e jeans, sendo considerado uma substância recalcitrante, portanto resistente aos tratamentos tradicionais. Diversas metodologias são relatadas na literatura para a remoção ou degradação de corantes do meio aquoso, dentre essas metodologias destacam-se os processos oxidativos avançados (POAs) que utilizam a formação in situ de espécies oxidantes altamente reativas na degradação do poluente. A fotoeletrocatálise é um POA que emprega fotocatálise combinada com eletrocatálise e apresenta resultados promissores na degradação de corantes quando se utiliza um ânodo dimensionalmente estável (ADE) como fotoânodo. No presente estudo, buscou-se investigar a eficiência de ADEs preparados pelo método de decomposição térmica dos precursores poliméricos baseado em Ti/RuO2-TiO2 modificado com óxidos de estanho e tântalo. Esses ADEs foram analisados por técnicas físicas (difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e energia dispersiva de raios X) e eletroquímica (voltametria cíclica). Em seguida, foram realizados ensaios de degradação do corante AI (100 mg L-1 ) utilizando NaCl como eletrólito de suporte, pelas técnicas de fotocatálise, eletrocatálise e fotoeletrocatálise. As composições Ti/RuO2-TiO2-SnO2Ta2O5 (30:40:10:20), Ti/RuO2- TiO2- SnO2 (30:60:10), Ti/RuO2-TiO2-Ta2O5 (30:50:20) e Ti/RuO2-TiO2 (30:70) foram testadas, de forma que, as composições ternárias se destacaram. Ao utilizar a técnica de fotoeletrocatálise, foi possível obter uma remoção de 100% em 40 min com uma corrente de 20 mA. A influência da corrente da remoção de cor também foi analisada, de forma que, ao utilizar uma corrente de 100 mA, foi obtida uma remoção de cor de 100% em 20 min. A concentração do eletrólito também foi estudada, uma vez que o NaCl atua gerando espécies cloradas que irão degradar o AI, assim, quanto menor foi a concentração de NaCl mais lento se deu o processo. Por fim, também foi analisada a demanda química de oxigênio (DQO) do meio durante o processo de fotoeletrocatálise, havendo uma remoção de DQO de 55%.Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Universidade Federal do Espírito SantoBRMestrado em QuímicaCentro de Ciências ExatasUFESPrograma de Pós-Graduação em QuímicaRibeiro, Josimarhttps://orcid.org/0000000295441647http://lattes.cnpq.br/1265145498501171https://orcid.org/0000-0002-2074-6980http://lattes.cnpq.br/6335055579706513Machado, Marta Albuquerquehttps://orcid.org/0000-0001-8335-3351http://lattes.cnpq.br/5991893415892784Rodrigues, Christiane de Arrudahttps://orcid.org/0000-0002-1915-0936http://lattes.cnpq.br/9871865009697049Tomaz, Alveriana Tagarro2024-05-30T01:41:26Z2024-05-30T01:41:26Z2023-04-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisTextapplication/pdfapplication/pdfhttp://repositorio.ufes.br/handle/10/16750porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFES2024-07-22T07:52:43Zoai:repositorio.ufes.br:10/16750Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestriufes@ufes.bropendoar:21082024-07-22T07:52:43Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false |
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