Deposição de filmes finos de TiO2 em superfície de vidro e avaliação das suas propriedades fotocatalíticas
| dc.contributor.advisor1 | Barrado, Cristiano Morita | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1481467844050222 | eng |
| dc.contributor.referee1 | Barrado, Cristiano Morita | |
| dc.contributor.referee2 | Figueiredo, Alberthmeiry Teixeira de | |
| dc.contributor.referee3 | Martins, Marccus Victor Almeida | |
| dc.creator | Gonçalves, Elizael de Jesus | |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/9778998504418889 | eng |
| dc.date.accessioned | 2019-10-29T12:24:12Z | |
| dc.date.accessioned | 2022-04-26T13:42:33Z | |
| dc.date.available | 2022-04-26T13:42:33Z | |
| dc.date.issued | 2019-07-03 | |
| dc.description.abstract | Water is one of the most abundant and most important available resources for life's existence and permanence. The National Water Agency reports that there is an increasingly inversely proportional relationship between demand and the availability of freshwater, it makes necessary to reuse this natural resource so that the world population does not enter into water chaos. Thus, the main problems encountered are the population increase and the intensification of industrial activities, which contributes to the generation of possible outbreaks of water resources contamination. However, the treatment performed by the ETAs and ETEs are not prepared to remove these compounds, which are largely toxic and difficult to degradation. Thus, advanced oxidative processes (POAs) are alternative technologies that are under strong interest in the scientific environment due to the high potential of removing these recalcitrant components. Among the POAs stands out the heterogeneous photocatalysis, which consists of photoactivating an inorganic semiconductor, such as TiO2, with consequent generation of highly oxidisant species. Titanium oxide (TiO2) has three crystallographic forms, being, anatase, rutile and Brokita. The synthesis method is highly determinant in obtaining these types of structure and, consequently, in the property of oxide. This work aimed to obtain titanium dioxide in the form of films using the Peroxo-Titanium complex Method (CPT), moreover, evaluating the calcination temperature, successive layers and addition of P25 in the films, and influence on the photochemical efficiency of Discoloration of the Tartrazine organic dye. The precursor gel was obtained by solubilization of titanium isopropoxide in H2O2 28% in ice bath. The TiO2 films were deposited by manual immersion, silk screen and with the aid of a brush on the glass plate of 20x76mm previously cleaned with piranha solution (H2SO4: H2O2) ratio in mol of 4:1. The films were thermally treated at temperatures of 450 º C and 550 º C for 1h30min. The resulting material was structurally characterized in the XW, morphologically in SEM and the composition was verified in the EDX. Heterogeneous photocatalysis assays were performed, exposing the tartrazine solution to the radiation of the mercury lamp and sunlight, in the time of 120 minutes and 390 minutes. In general, the formation of biphasic materials with photocatalytic activity was observed; The photocatalytic film that presented the best photocatalytic performance was the T3 material with 30% addition of P25 for promoting the total discoloration of the dye in 100%, with kap of 0.0693, it can be emphasized that the films have catalytic activity both in Presence in artificial and natural ultraviolet light; and have not shown to be toxic, with a small mortality rate Artemia salina less than 30%. The efficiency was related to the presence of a mixture of anatase/rutile phases similar to P25, which generates an effect of heterojunction increasing the photochemical efficiency to promote oxidative reactions and adsorption, favoring the discoloration of the organic compost resistant, and bringing advantages of TiO2 films, such as the reuse of glass spheres in various catalytic processes without the loss of photochemical efficiency, and the ease of removal of the material at the end of the photocatalytic process. | eng |
| dc.description.resumo | A água é um dos recursos disponíveis mais abundantes e mais importantes para a existência e permanência da vida. A agencia nacional da água relata que há uma relação cada vez mais inversamente proporcional entre a demanda e a disponibilidade de água doce, torna necessário a reutilização desse recurso natural para que a população mundial não entre em caos hídrico. Desta forma os principais problemas encontrados são a aumento populacional e a intensificação das atividades industriais, que contribui para a geração de possíveis focos de contaminação dos recursos hídricos. No entanto, o tratamento realizado pelas ETAs e ETEs, não estão preparados para remover esses compostos, que na sua grande maioria são tóxicos e de difícil degradação. Assim, os processos oxidativos avançados (POAs) são tecnologias alternativas que estão sob forte interesse no meio científico devido alto potencial de remover esses componentes recalcitrantes. Dentre os POAs destaca-se a fotocatálise heterogênea, que consiste em fotoativar um semicondutor inorgânico, como o TiO2, com consequente geração de espécies altamente oxidantes. Óxido de titânio (TiO2) tem três formas cristalográficas, sendo, anatase, rutilo e brokita. O método de síntese é altamente determinante na obtenção desses tipos de estrutura e, consequentemente, na propriedade do óxido. Neste trabalho objetivou-se obter dióxido de titânio na forma de filmes utilizando o método complexo peroxo-titânio (CPT), além disso, avaliando a temperatura de calcinação, sucessivas camadas e adição de P25 nos filmes, e influência na eficiência fotoquímica de descoloração do corante orgânico tartrazina. O gel precursor foi obtido pela solubilização do Isopropóxido de titânio em H2O2 28% em banho de gelo. Depositou-se os filmes de TiO2 por imersão manual, silk screen e com auxílio de um pincel sobre a placa de vidro de 20x76mm previamente limpos com solução piranha (H2SO4:H2O2) relação em mol de 4:1. Os filmes foram tratados termicamente nas temperaturas de 450 ºC e 550 ºC durante 1h30min. O material resultante foi caracterizado estruturalmente no DRX, morfologicamente no MEV e a composição foi verificada no EDX. Foram realizados ensaios de fotocatálise heterogênea expondo a solução de tartrazina à radiação da lâmpada de mercúrio e a luz solar, no tempo de 120 minutos e 390 minutos. Em geral, constatou-se a formação de materiais bifásicos com atividade fotocatalítica, O filme fotocatalisador que apresentou o melhor desempenho fotocatalítico foi o material T3 com adição de 30% de P25 por promover a descoloração total do corante em 100 %, com Kap de 0,0693, pode-se ressaltar que os filmes possuem atividade catalítica tanto na presença na luz ultravioleta artificial e natural; e não demonstraram ser tóxicos, com uma pequena taxa mortalidade Artemia salina inferior a 30 %. A eficiência foi relacionada com a presença de uma mistura de fases anatase/rutilo similar a P25, que gera um efeito de heterojunção aumentando a eficiência fotoquímica para promover reações oxidantes e adsorção, favorecendo a descoloração do composto orgânico resistente, e trazendo vantagens dos filmes de TiO2, como a reutilização das esferas de vidro em vários processos catalíticos sem a perda na eficiência fotoquímica, e a facilidade de remoção do material ao fim do processo fotocatalítico. | eng |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | eng |
| dc.format | application/pdf | * |
| dc.identifier.citation | GONÇALVES, E. J. Deposição de filmes finos de TiO2 em superfície de vidro e avaliação das suas propriedades fotocatalíticas. 2019. 78 p. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Goiás, Catalão, 2019. | eng |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.ufcat.edu.br/tede/handle/tede/10130 | |
| dc.language | por | eng |
| dc.publisher | Universidade Federal de Goiás | eng |
| dc.publisher.country | Brasil | eng |
| dc.publisher.department | Regional Catalão (RC) | eng |
| dc.publisher.initials | UFG | eng |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Química (RC) | eng |
| dc.rights | Acesso Aberto | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Cristalização | por |
| dc.subject | Filmes finos | por |
| dc.subject | Fotocatálise | por |
| dc.subject | Crystallization | eng |
| dc.subject | Thin Films | eng |
| dc.subject | Photocatalysis | eng |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA | eng |
| dc.title | Deposição de filmes finos de TiO2 em superfície de vidro e avaliação das suas propriedades fotocatalíticas | eng |
| dc.type | Dissertação | eng |