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dc.creatorRangel, Eduarda Medran
dc.date.accessioned2025-02-03T09:45:42Z
dc.date.available2025-02-03T09:45:42Z
dc.date.issued2020-03-03
dc.identifier.citationRANGEL, Eduarda Medran. Síntese de espumas vítreas decoradas com partículas de óxido de nióbio para aplicação fotocatalítica. 2020. 96 f. Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. Centro de Desenvolvimento Tecnológico. Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2020.pt_BR
dc.identifier.urihttp://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/14897
dc.description.abstractThe inadequate disposal of synthetic dyes in water is a constant concern of public health agencies. These colored effluents if not treated correctly can cause several environmental damages. An attractive alternative for the treatment of this type of effluent is one that uses powdered semiconductors to photodegrade such organic compounds. However, the recovery of these powders is complex and requires expensive separation processes. Therefore, the use of glass foams, a material with a high surface area and porous, as a support material for the deposition of catalysts can be an interesting option to reduce the costs of the purification process. Consequently, the present work aimed to obtain glass foams using the fluorescent lamp waste glass and eggshell as a foaming agent, decorated with niobium oxides, aiming at the application in photocatalysis systems for degradation of the synthetic tartrazine yellow dye from aqueous solutions. The glass foams were synthesized using 5% foaming agent at 700 °C. The impregnation with particles of the niobium oxide catalyst was carried out in a microwave oven, under different temperatures, of 130, 145, and 160 ºC, controlled pressure of 5 kgf cm-2, and synthesis times of 5, 10, and 15 min. The influence of the synthesis parameters on the foam covering was evaluated. Vitreous foams, as well as foams decorated with niobium oxide, were characterized by X-ray diffraction techniques, X-ray fluorescence, Raman and infrared spectroscopies, and optical and scanning electron microscopies. Also, the glass foams covered with Nb2O5 have their optical band gaps elucidated through the diffuse reflectance technique. The synthesized systems presented an optical band gap in the range of 2.8 to 3.2 eV. Through scanning electron microscopy, it is possible to confirm the covering of the glass foams with Nb2O5, presenting different growth morphologies. Furthermore, it was possible to verify that the synthesis temperature has a strong influence on the shape of the deposited niobium oxide particles on the glassy foams. Systems synthesized at 160 oC for 15 min show particles shaped like micro rods, which are organized giving rise to a “forest of rods”. The photocatalysis tests of the Tartrazine Yellow synthetic dye were performed using a reactor with six 15 W mercury lamps. Tests using glass foams decorated with niobium oxide, glass foams, and only the light source were performed. Through the results obtained, it was possible to verify that all foam compositions recovered with Nb2O5 showed photoactive properties and were efficient in the degradation of the synthetic dye, with the system produced at 160 ºC and 15 min the most photoactive. The use of glass foams as a support material for catalyst materials presents itself as a viable alternative and with significant results for photocatalysis, eliminating the step of separating the suspended catalyst.pt_BR
dc.description.sponsorshipSem bolsapt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Pelotaspt_BR
dc.rightsOpenAccesspt_BR
dc.subjectFotocatálisept_BR
dc.subjectResíduos sólidospt_BR
dc.subjectSemicondutorpt_BR
dc.subjectEfluentept_BR
dc.subjectMaterial suportept_BR
dc.subjectPhotocatalysispt_BR
dc.subjectSolid wastept_BR
dc.subjectMetal oxidespt_BR
dc.subjectEffluentpt_BR
dc.subjectMaterial supportpt_BR
dc.titleSíntese de espumas vítreas decoradas com partículas de óxido de nióbio para aplicação fotocatalíticapt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/8556335072141185pt_BR
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0001-9463-3535pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4817691053221537pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Ratmann, Cristiane Wienke Raubach
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9580926101229239pt_BR
dc.description.resumoO descarte inadequado de corantes sintéticos em meios hídricos é uma preocupação constante dos órgãos de saúde pública. Tais efluentes coloridos se não tratados de forma correta podem acarretar diversos danos ambientais. Uma alternativa atraente para o tratamento desse tipo de efluente é aquela que utiliza semicondutores em suspensão para fotodegradar tais compostos orgânicos. Porém, a recuperação desses pós é complexa e necessita de processos de separação caros. Dessa forma, a utilização de espumas vítreas, material com elevada área superficial e poroso, como material suporte para a deposição de catalisadores pode ser uma opção interessante para diminuir os custos do processo de purificação. Sendo assim, o presente trabalho teve por objetivo obter espumas vítreas, utilizando o vidro de resíduos de lâmpadas fluorescentes e casca de ovo como agente espumante, decoradas com óxidos de nióbio, visando a aplicação em sistemas de fotocatálise para degradação do corante sintético Amarelo Tartrazina presente em solução aquosa. As espumas vítreas foram sintetizadas utilizando 5% de agente espumante a 700 °C. A decoração com partículas do catalisador óxido de nióbio foi realizada em forno micro-ondas, sob diferentes temperaturas, de 130, 145 e 160 ºC, pressão controlada de 5 kgf. cm-2, e tempos de síntese de 5, 10 e 15 min. A influência dos parâmetros de sínteses sobre a decoração das espumas foi avaliada. As espumas vítreas, bem como as espumas decoradas com óxido de nióbio foram caracterizadas através das técnicas de difração de Raios X, fluorescência de Raios X, espectroscopias Raman e na região do infravermelho, e microscopias óptica e eletrônica de varredura. Ainda, as espumas vítreas decoradas com Nb2O5 tiverem seus band gaps ópticos elucidados através da técnica de reflectância difusa. Os sistemas sintetizados apresentaram band gap óptico na faixa de 2,8 a 3,2 eV. Através da microscopia eletrônica de varredura é possível confirmar a decoração das espumas vítreas com Nb2O5, apresentando diferentes morfologias de crescimento. Ainda, foi possível verificar que a temperatura de síntese tem forte influência no formato das partículas de óxido de nióbio depositadas sobre as espumas vítreas. Sistemas sintetizados a 160 oC por 15 min apresentam partículas com formato de micro bastões, que se organizam dando origem a uma “floresta de bastões”. Os ensaios de fotocatálise do corante sintético Amarelo Tartrazina foram realizados utilizando um reator com seis lâmpadas de vapor de mercúrio de 15 W. Testes utilizando espumas vítreas decoradas com óxido de nióbio, espumas vítreas e somente a fonte de luz, foram realizados. Através dos resultados obtidos, foi possível verificar que todas as composições de espumas decoradas com Nb2O5 apresentaram propriedades fotoativas e foram eficientes na degradação do corante sintético, sendo o sistema produzido à 160 oC e 15 min o mais fotoativo. A utilização de espumas vítreas como material suporte para materiais catalisadores se apresenta como uma alternativa potencial e de resultados significativos para a fotocatálise, eliminando a etapa de separação do catalisador em suspensão.pt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiaispt_BR
dc.publisher.initialsUFPelpt_BR
dc.subject.cnpqENGENHARIASpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.rights.licenseCC BY-NC-SApt_BR
dc.contributor.advisor1Machado, Fernando Machado
dc.subject.cnpq1ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApt_BR


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