Síntese e caracterização de microesferas de Fe/TiO2 e suas propriedades na adsorção de poluentes aquosos
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-20032026-143724/ |
Resumo: | Os avanços tecnológicos ao longo das últimas décadas trouxeram melhorias significativas na qualidade de vida da sociedade. No entanto, o crescimento populacional acelerado, associado ao aumento descontrolado da industrialização, resultou em uma pressão crescente sobre os recursos naturais e no aumento significativo da poluição ambiental. Dentre os principais poluentes detectados em corpos d\'água estão compostos orgânicos persistentes (COPs), como antibióticos, hormônios, pesticidas e corantes. Outras atividades industriais, tais como manufatura e mineração também são responsáveis por contaminações provocadas por metais pesados e/ou radioativos. A proposta do presente trabalho consistiu no desenvolvimento de microesferas de Fe/TiO2, produzidas e avaliadas em diferentes composições e temperaturas de calcinação, por meio da metodologia modificada sol-gel por gelificação interna. Foram caracterizadas as propriedades estruturais, morfológicas, físicas e químicas das amostras, bem como suas propriedades de adsorção de íons U6+ e do antibiótico ampicilina em meio aquoso. A metodologia utilizada permitiu a síntese de microesferas isentas de trincas e com estrutura mesoporosa. A fase anatase foi predominante em todas as amostras. Confirmou-se pela adsorção-dessorção gasosa de N2 maiores áreas e volume de poros nas amostras com maiores teores de ferro. Análises por espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) mostraram a influência do Fe na funcionalização da superfície do TiO2. Observou-se maior eficiência na adsorção dos poluentes pelas amostras com maior teor de ferro. |
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Síntese e caracterização de microesferas de Fe/TiO2 e suas propriedades na adsorção de poluentes aquososSynthesis and characterization of Fe/TiO2 microspheres and their properties in the adsorption of aqueous pollutantsadsorçãoadsorptiondopagem com FeFe dopinggelificação internainternal gelation methodmicroesferasmicrospheresTiO2TiO2Os avanços tecnológicos ao longo das últimas décadas trouxeram melhorias significativas na qualidade de vida da sociedade. No entanto, o crescimento populacional acelerado, associado ao aumento descontrolado da industrialização, resultou em uma pressão crescente sobre os recursos naturais e no aumento significativo da poluição ambiental. Dentre os principais poluentes detectados em corpos d\'água estão compostos orgânicos persistentes (COPs), como antibióticos, hormônios, pesticidas e corantes. Outras atividades industriais, tais como manufatura e mineração também são responsáveis por contaminações provocadas por metais pesados e/ou radioativos. A proposta do presente trabalho consistiu no desenvolvimento de microesferas de Fe/TiO2, produzidas e avaliadas em diferentes composições e temperaturas de calcinação, por meio da metodologia modificada sol-gel por gelificação interna. Foram caracterizadas as propriedades estruturais, morfológicas, físicas e químicas das amostras, bem como suas propriedades de adsorção de íons U6+ e do antibiótico ampicilina em meio aquoso. A metodologia utilizada permitiu a síntese de microesferas isentas de trincas e com estrutura mesoporosa. A fase anatase foi predominante em todas as amostras. Confirmou-se pela adsorção-dessorção gasosa de N2 maiores áreas e volume de poros nas amostras com maiores teores de ferro. Análises por espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) mostraram a influência do Fe na funcionalização da superfície do TiO2. Observou-se maior eficiência na adsorção dos poluentes pelas amostras com maior teor de ferro.Technological advances over recent decades have significantly improved the quality of life across society. However, rapid population growth, coupled with uncontrolled industrialization, has led to increasing pressure on natural resources and a substantial rise in environmental pollution. Among the primary pollutants detected in water bodies are persistent organic compounds (POPs), such as antibiotics, hormones, pesticides, and dyes. Other industrial activities, including manufacturing and mining, are also responsible for contamination caused by heavy and/or radioactive metals. This study focused on investigating Fe/TiO2 microspheres, synthesized and evaluated in different compositions and calcination temperatures using a modified sol-gel method via internal gelation. The structural, morphological, physical, and chemical properties of the samples were characterized, along with their adsorption capacities for U6+ ions and the antibiotic ampicillin in aqueous media. The synthesis methodology yielded crack-free microspheres with a mesoporous structure. The anatase phase was predominant in all samples. Nitrogen gas adsorption-desorption analysis confirmed larger surface areas and pore volumes in samples with higher iron content. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) revealed the influence of Fe on the surface functionalization of TiO2. Higher adsorption efficiency was observed in samples with increased iron content.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPPillis, Marina FuserOliveira, Gabriel Lima de2025-06-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-20032026-143724/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-03-23T13:52:09Zoai:teses.usp.br:tde-20032026-143724Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-03-23T13:52:09Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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Os avanços tecnológicos ao longo das últimas décadas trouxeram melhorias significativas na qualidade de vida da sociedade. No entanto, o crescimento populacional acelerado, associado ao aumento descontrolado da industrialização, resultou em uma pressão crescente sobre os recursos naturais e no aumento significativo da poluição ambiental. Dentre os principais poluentes detectados em corpos d\'água estão compostos orgânicos persistentes (COPs), como antibióticos, hormônios, pesticidas e corantes. Outras atividades industriais, tais como manufatura e mineração também são responsáveis por contaminações provocadas por metais pesados e/ou radioativos. A proposta do presente trabalho consistiu no desenvolvimento de microesferas de Fe/TiO2, produzidas e avaliadas em diferentes composições e temperaturas de calcinação, por meio da metodologia modificada sol-gel por gelificação interna. Foram caracterizadas as propriedades estruturais, morfológicas, físicas e químicas das amostras, bem como suas propriedades de adsorção de íons U6+ e do antibiótico ampicilina em meio aquoso. A metodologia utilizada permitiu a síntese de microesferas isentas de trincas e com estrutura mesoporosa. A fase anatase foi predominante em todas as amostras. Confirmou-se pela adsorção-dessorção gasosa de N2 maiores áreas e volume de poros nas amostras com maiores teores de ferro. Análises por espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) mostraram a influência do Fe na funcionalização da superfície do TiO2. Observou-se maior eficiência na adsorção dos poluentes pelas amostras com maior teor de ferro. |
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