Fotocatálise heterogênea TiO2/UV para o tratamento de efluentes gerados na obtenção de membranas pela técnica de inversão de fases

Autor: Araújo, Bruna Aline
Přispěvatelé: Lima, Carlos Antônio Pereira de, Medeiros, Keila Machado de, Oliveira, Suelem Sonaly Lima, Galdino, Pablicia Oliveira, Lima, Geralda Gilvania Cavalcante de
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPB
Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)
instacron:UEPB
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In the present study, heterogeneous photocatalysis of titanium dioxide/Ultraviolet (TiO2/UV) was evaluated in the degradation of solvents N, N-dimethylformamide (DMF) and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). The TiO2 semiconductor material was characterized by X-ray fluorescence (XFR), X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR), particle size distribution, surface area, volume and average pore diameter , scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TG). The effluents containing DMF and NMP were obtained from the precipitation bath generated in obtaining the membranes by the phase inversion technique. These organic effluents were evaluated by the following physicochemical parameters: hydrogen potential (pH), electrical conductivity, turbidity and chemical oxygen demand (COD). Independent operational variables such as pH, pollutant concentration (DMF and NMP) and photocatalyst load are directly related to the degradation capacity of the photocatalytic process and were evaluated by factorial design of experiments using the Statístic tool. According to the characterizations performed by FRX, DRX, FTIR, granulometric distribution, SEM, specific surface area, volume and average pore diameter, and by thermal analysis (DSC and TG) it was found that the TiO2 semiconductor had important and necessary intrinsic characteristics to be applied in photocatalytic processes. The kinetic tests were performed following the experimental planning and the kinetic data were adjusted to the pseudo-first order model. For the response of the photocatalytic degradation, all variables showed a significant effect at the 95% confidence interval. In addition, the Statístic tool detected that pH was the operational parameter that had the greatest influence and its relationship was directly proportional to the degradation of contaminants. Therefore, it was found that the heterogeneous TiO2/UV photocatalysis showed potential to be applied in photodegradation of solvents contained in effluents generated in obtaining membranes by phase inversion technique, obtaining a removal of up to 95% of the organic solvents DMF and NMP. Dentre as tecnologias mais limpas e pesquisas em tratamento de águas se destacam os Processos Oxidativos Avançados (POA’s), os quais são baseados na utilização de espécies altamente oxidantes para promover uma degradação mais eficaz do poluente. No presente estudo, foi avaliado a fotocatálise heterogênea dióxido de titânio/Ultravioleta (TiO2/UV) na degradação dos solventes N,N-dimetilformamida (DMF) e N-metil-2-pirrolidona (NMP). O material semicondutor TiO2 foi caracterizado por fluorescência de raios - X (FRX), difração de raios - X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), distribuição granulométrica, área superficial, volume e diâmetro médio de poros, microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TG). Os efluentes contendo DMF e NMP foram obtidos do banho de precipitação gerados na obtenção das membranas pela técnica de inversão de fases. Estes efluente orgânicos foram avaliados pelos seguintes parâmetros físico-químicos: potencial hidrogeniônico (pH), condutividade elétrica, turbidez e demanda química de oxigênio (DQO). As variáveis operacionais independentes, como o pH, a concentração do poluente (DMF e NMP) e a carga do fotocatalisador estão diretamente relacionadas com a capacidade de degradação do processo fotocatalítico e foram avaliadas por um planejamento fatorial de experimentos pela ferramenta Statístic. De acordo com as caracterizações realizadas por FRX, DRX, FTIR, distribuição granulométrica, MEV, área superficial específica, volume e diâmetro médio de poros, e pelas análises térmicas (DSC e TG) ficou constatado que o semicondutor TiO2 apresentou características intrínsecas importantes e necessárias para ser aplicado em processos fotocatalíticos. Os ensaios cinéticos foram realizados seguindo o planejamento experimental e os dados cinéticos foram ajustados ao modelo de pseudo primeira ordem. Para a resposta da degradação fotocatalítica, todas as variáveis apresentaram efeito significativo ao intervalo de confiança de 95%. Além disso, a ferramenta Statístic detectou que o pH foi o parâmetro operacional que apresentou maior influência e sua relação foi diretamente proporcional a degradação dos contaminantes. Portanto, foi constatado que a fotocatálise heterogênea TiO2/UV apresentou potencial para ser aplicada na fotodegradação dos solventes contidos nos efluentes gerados na obtenção de membranas pela técnica de inversão de fases, obtendo uma remoção de até 95% dos solventes orgânicos DMF e NMP.
Databáze: OpenAIRE
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