Estudo da degradação redutiva em meio aquoso do herbicida sulfentrazona por nanopartículas bimetálicas de Fe/Ni

Autor: Nascimento, Mayra Aparecida
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2015
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFVUniversidade Federal de ViçosaUFV.
Druh dokumentu: masterThesis
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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Nos últimos anos, o consumo de agroquímicos tem se tornando cada vez maior, e apesar de necessários, estes compostos podem colocar em risco a saúde humana e o meio ambiente. Nesse contexto, a degradação redutiva usando nanopartículas bimetálicas (NB) tem se apresentado como uma alternativa atraente na remediação de diversos tipos de poluentes. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo geral realizar estudos da degradação do herbicida sulfentrazona utilizando NB constituídas de Fe/Ni. Inicialmente, as NB foram produzidas via processos redutivos e caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Transmissão, Espectroscopia de Raio-X de Energia Dispersiva e Espectroscopia de Absorção Atômica, sendo obtidas NB de tamanho inferior a 20 nm. Posteriormente, ensaios foram realizados para otimizar a reação, sendo avaliados os parâmetros que poderiam influenciar o sistema como atmosfera de nitrogênio, pH (controle de pH e sistema tampão) e massa das NB. A eficiência do processo foi monitorada por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência. Os melhores resultados foram obtidos quando utilizou-se controle de pH em 4,0 e massa de 0,2000 g de NB, obtendo-se uma degradação de aproximadamente 100 % em apenas 30 minutos de reação. Estudos cinéticos foram realizados, cujos resultados revelaram que a reação seguiu uma cinética de pseudo-primeira ordem, com uma mudança de mecanismo, sendo observado um aumento da velocidade de degradação à medida que a massa das NB, temperatura do sistema e teor de níquel na composição dos nanomateriais eram aumentados. A eficiência de degradação foi muito maior quando se utilizou os compósitos de Fe/Ni (≈ 100%) em relação ao Fe 0 (≈ 9%) e ao Ni 0 (≈ 8%). Verificou-se que as NB podem ser reutilizadas sem prejuízo da eficácia de degradação por um ciclo. Finalmente, estudos de toxicidade utilizando-se Daphinia similis mostraram a formação de produtos menos tóxicos que o composto original.
In recent years, the consumption of agrochemicals has enlarged increasingly, although their necessity, these compounds can endanger the human health and the environment. In this context, the reductive degradation using bimetallic nanoparticles (BN) has emerged as an attractive alternative in the remediation of several pollutants types. On the above, the present work aimed to conduct studies about the sulfentrazone herbicide degradation using NB consisting of Fe/Ni. Initially, the NB were produced via reductive processes and characterized by Transmission Electron Microscopy, Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy and Atomic Absorption Spectroscopy, BN smaller than 20 nm were obtained. Subsequently, tests were carried out in order to optimize the reaction, and all the parameters that could influence the system, as a nitrogen atmosphere, pH (pH control and buffer system) and BN mass, were evaluated. The process efficiency was monitored by high-performance liquid chromatography. The best results were obtained when it was used the pH control at 4.0 and 0.2000 g of BN mass, resulting in a deterioration of approximately 100% in only 30 minutes of reaction. Kinetic studies were conducted, and the results revealed that the reaction followed a pseudo-first order kinetics with a mechanism change. Thus, it was observed an increase in degradation rate as the BN mass, system temperature and nickel content in the nanomaterials composition. The degradation efficiency was much greater when composites Fe/Ni (≈ 100%) were used compared to Fe 0 (≈ 9%) and Ni 0 (≈ 8%). It was found that NB can be reused without effectiveness loss of a cycle degradation. Finally, toxicity studies using Daphinia similis showed the formation of products less toxic than the original compound.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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