Título: AVALIAÇÃO DE Fe-gammaAl2O3 NA DEGRADAÇÃO DO AZUL DE METILENO

Título alternativo: EVALUATION OF Fe-gammaAl2O3 IN THE METHYLENE BLUE DEGRADATION

Autoria de: Gabriel Vieira Oliveira

Orientação de: Cristiane Alves Pereira

Presidente da banca: Cristiane Alves Pereira

Primeiro membro da banca: Renata de Aquino Brito Lima Corrêa

Segundo membro da banca: Natália Maira Braga Oliveira

Palavras-chaves: Processo Oxidativo Avançado, Óxido de Ferro, Tratamento de Efluentes, Fenton heterogêneo, Catalisadores

Data da defesa: 14/07/2023

Semestre letivo da defesa: 2023-1

Data da versão final: 02/08/2023

Data da publicação: 02/08/2023

Referência: Oliveira, G. V. AVALIAÇÃO DE Fe-gammaAl2O3 NA DEGRADAÇÃO DO AZUL DE METILENO. 2023. 60 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.

Resumo: A indústria têxtil é uma grande consumidora de água e, consequentemente, produz alta quantidade de efluentes. Deste modo, ocasiona problemas ambientais relacionados a poluição de corpos d????????água. Um dos contaminantes mais preocupantes neste tipo de efluente são os corantes, os quais em sua maioria, são orgânicos, sintéticos e tóxicos. O uso de Processos Oxidativos Avançados (POA) tem demonstrado vantagens no tratamento de águas residuárias, principalmente a reação Fenton heterogênea, que pode ser conduzida em pH neutro, sem a geração de lodo, utilizando materiais de fácil obtenção e baixo custo, como catalisadores à base de ferro (Fe) e o peróxido de hidrogênio (H2O2). Além disso, essa reação demonstra boa eficiência na remoção de corantes de efluentes têxteis. Neste contexto, o objetivo deste estudo consistiu em avaliar catalisadores de Fe suportados em ????-Al2O3 na degradação do azul de metileno. A obtenção do suporte ocorreu por meio do tratamento térmico de Al(OH)3 (Synth) a 550 ????C, sendo que uma solução aquosa de nitrato de ferro, precursora da fase ativa, foi introduzida no suporte por meio da técnica de impregnação a umidade incipiente. Foram preparados catalisadores com teores metálicos teóricos de Fe de 5 e 10 mm. A partir dos dados de difratometria de raios X (DRX) foi evidenciada a formação da fase ????-Al2O3 em planos cristalinos (2 1 1), (2 2 0) e (2 2 4). A presença de óxido de ferro (Fe2O3) foi constatada por meio dos perfis de redução com hidrogênio à temperatura programada (RTP-H2), resultados que foram corroborados por medidas de espectroscopia por refletância difusa no ultravioleta e visível (ERD UV-vis), os quais indicam a presença majoritária de íons Fe3 presente em hematita nos catalisadores. Os resultados de medidas de fisissorção de N2 mostraram uma redução de até 48 na área superficial específica dos catalisadores quando comparado ao suporte puro. Isso pode ser atribuído ao preenchimento parcial dos poros da ????-Al2O3 pelas espécies metálicas. Dados de dessorção de amônia à temperatura programada (DTP-NH3) evidenciaram redução média da acidez superficial de 64, quando houve a inserção da fase ativa sobre o suporte. O experimento de decomposição de H2O2 evidenciou uma maior evolução de O2 para o catalisador 10Fe????-Al2O3. Os catalisadores se mostraram eficientes para degradar o azul de metileno na reação Fenton heterogênea, apresentando 92 de conversão do contaminante nos 10 min iniciais da avaliação catalítica. Contudo, o aumento do teor de Fe de 5 para 10 mm não promoveu aumento considerável na degradação do poluente.

Abstract: The textile industry is a large consumer of water and consequently produces a high amount of effluents. Therefore, it causes environmental problems related to pollution of water bodies. One of the most worrying contaminants in this type of effluent are the dyes which are mostly organic, synthetic and toxic. The use of Advanced Oxidative Processes (AOP) has shown advantages in the treatment of wastewaters. Mainly the heterogeneous Fenton reaction that can be conducted at neutral pH, without slime generating, using easily obtainable and low cost materials, such as iron and hydrogen peroxide. In addition, it demonstrates good efficiency in removing dyes from textile effluents. In this context, the purpose of this study was to evaluate Fe catalysts supported on ????-Al2O3 in the degradation of methylene blue. Obtaining the support occurred through the thermal treatment of Al(OH)3 (Synth) at 550 ????C and an aqueous solution of iron nitrate precursor of the active phase was introduced into the support using the incipient moisture impregnation method. Catalysts with theoretical Fe metal contents of 5 and 10 mm were prepared. Through X-ray Diffraction (XRD) data the formation of the ????-Al2O3 phase was evidenced in the crystal planes (2 1 1) (2 2 0) (2 2 4). The presence of Fe2O3 was verified through the Temperature Programmed Reduction with N2 (TPR-H2) profiles. Such results were confirmed by Diffuse Reflectance Spectroscopy UV and visible (DRS UV-vis), which results indicate the majority presence of Fe3 ions from the hematite particles in the catalysts The results of N2 physisorption measurements showed a reduction of up to 48 in the specific surface area of the catalysts when compared to the pure support. This can be attributed to the partial filling of the ????-Al2O3 pores by metallic species. The Temperature Programmed Desorption (TPD-NH3) data showed an average reduction of 64 in surface acidity when the active phase was inserted on the support. The The hydrogen peroxide decomposition experiment showed a greater generation of hydroxyl radicals for the 10Fe????-Al2O3 catalyst. The catalysts were efficient to degrade methylene blue in the heterogeneous Fenton reaction, showing 92 conversion of the contaminant in the initial 10 min of the catalytic evaluation. However, increasing the Fe content from 5 to 10 mm did not promote a significant increase in pollutant removal.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_quimica/20231201720958

URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.

Curso: G033 - ENGENHARIA QUÍMICA (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Gabriel Vieira Oliveira e Universidade Federal de Lavras

Baixar arquivo