Dissertação

Obtenção de nanotubos de TiO2 por anodização para eletrooxidação de corante azo alaranjado de metila em reator de fluxo

O grupo de corantes Azo representa 60% dos corantes consumidos pela indústria, sendo o Brasil o quinto país em produção têxtil no mundo. A preocupação com os métodos de tratamento de efluentes com intuito de degradar os corantes presentes nos efluentes, resultou no estudo de diversos processos, entr...

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Autor principal: Maia, Victoria Amatheus
Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/7397185048644330, https://orcid.org/0000-0002-0386-9524
Grau: Dissertação
Idioma: por
Publicado em: Universidade Federal do Amazonas 2021
Assuntos:
Acesso em linha: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8433
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spelling oai:https:--tede.ufam.edu.br-handle-:tede-84332021-09-03T05:03:24Z Obtenção de nanotubos de TiO2 por anodização para eletrooxidação de corante azo alaranjado de metila em reator de fluxo Obtention of TiO2 nanotubes by anodization to electrochemical oxidation of Azo dyes Methyl Orange in flow reactor. Maia, Victoria Amatheus Braga, Neila de Almeida http://lattes.cnpq.br/7397185048644330 http://lattes.cnpq.br/8772300241940971 Costa, Luiz Pereira da http://lattes.cnpq.br/5027439416824412 Herrera, Julián Andrés Rengifo * https://orcid.org/0000-0002-0386-9524 Difratometria de Raio X Espectroscopia de Espalhamento Raman Processos Oxidativos Avançados Eletrodos de titânio Eletroquímica CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA Anodização Corantes Eletro-oxidação Reator de Fluxo O grupo de corantes Azo representa 60% dos corantes consumidos pela indústria, sendo o Brasil o quinto país em produção têxtil no mundo. A preocupação com os métodos de tratamento de efluentes com intuito de degradar os corantes presentes nos efluentes, resultou no estudo de diversos processos, entre eles, os Processos Oxidativos Avançados (POA). Este trabalho tem por objetivo a obtenção e caracterização de eletrodos de titânio modificados superficialmente com nanotubos de dióxido de titânio (NTTiO2) para aplicação em reator eletroquímico de fluxo em meso escala para a eletro-oxidação do corante azo alaranjado de metila (AM). Foram realizadas anodizações potenciostáticas em substratos de titânio com soluções de NH4F/Glicerol, variando os parâmetros experimentais (potencial, tempo de anodização e concentração). Após finalizadas as etapas de anodizações foram realizados tratamentos térmicos em 450 ºC em todas as amostras. Para cada eletrodo produzido foram realizadas as caracterizações estruturais e morfológicas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Espalhamento Raman e Difratometria de Raios X (DRX). Foram realizadas caracterizações eletroquímicas pela técnica de Voltametria Cíclica (VC) de modo a se obter a área superficial ativa e analisar a cinética de reversibilidade dos eletrodos. Após as caracterizações, os eletrodos Ti/NTTiO2 foram utilizados como anodos na eletro-oxidação do corante AM em um sistema de bancada e em reator eletroquímico de fluxo em meso escala. O valor obtido para a remoção de cor no sistema de bancada com j = 8mA cm-2 foi de 98,98% em 3 h de eletro-oxidação, no reator de meso escala o redimensionamento alcançou valores de 33% de remoção de cor, para a mesma densidade de corrente. The Azo dyes represent 60% of the dyes consumed by the industry. Brazil appears in fifth position of the largest textile producers in the world. The search for effluent treatment methods to mineralize wastewater treatment indicate the Advanced Oxidative Processes (AOP) has been intensely studied to optimizing the process to mineralize the dyes present in the wastewater. The objective of this work is the production and characterization of Ti electrodes surface-modified with Titanium Dioxide Nanotube (Ti/NTTiO2) to application in a flow reactor for the electro-oxidation of Methyl Orange (MO) azo dye. Potentiostatic anodization were carried out in NH4F/Glycerol solutions, using different parameters, the potential, the [NH4F] concentration and the anodization times, the TiO2 nanostructures were calcinated at 450 ºC for 30 minutes. For each electrode, the morphological and structural characterization obtained by Scanning Electron Microscopy (SEM), Raman Scattering Spectroscopy and X-Ray Diffraction (XRD). Electrochemical characterizations were carried out using the Cyclic Voltammetry (CV) technique to obtain the active surface area and reversibility values of the electrodes. After the characterizations, they were used in Ti/NTTiO2 as anodes in the electro-oxidation of MO in an electrochemical cell system and in a mezzo flow reactor for electro-oxidation of the dye. For the cell system in j = 8mA cm-² obtain a value of 98.98% color removal was added in 3 h of electro-oxidation, in mezzo reactor the values of 33% color removal were obtained, to the equal current density. CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Seria interessante, caso algum aluno tenha tempo para desenvolver lacunas no trabalho, focasse nos estudos de aplicações fotoeletroquímicas, além de aplicação de fluxos mais lentos. 2021-09-02T23:13:45Z 2021-06-30 Dissertação MAIA, Victoria Amatheus. Obtenção de nanotubos de TiO2 por anodização para eletrooxidação de corante azo alaranjado de metila em reator de fluxo. 2021. 87 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2021. https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8433 por Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Amazonas Instituto de Ciências Exatas Brasil UFAM Programa de Pós-graduação em Química
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description O grupo de corantes Azo representa 60% dos corantes consumidos pela indústria, sendo o Brasil o quinto país em produção têxtil no mundo. A preocupação com os métodos de tratamento de efluentes com intuito de degradar os corantes presentes nos efluentes, resultou no estudo de diversos processos, entre eles, os Processos Oxidativos Avançados (POA). Este trabalho tem por objetivo a obtenção e caracterização de eletrodos de titânio modificados superficialmente com nanotubos de dióxido de titânio (NTTiO2) para aplicação em reator eletroquímico de fluxo em meso escala para a eletro-oxidação do corante azo alaranjado de metila (AM). Foram realizadas anodizações potenciostáticas em substratos de titânio com soluções de NH4F/Glicerol, variando os parâmetros experimentais (potencial, tempo de anodização e concentração). Após finalizadas as etapas de anodizações foram realizados tratamentos térmicos em 450 ºC em todas as amostras. Para cada eletrodo produzido foram realizadas as caracterizações estruturais e morfológicas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Espalhamento Raman e Difratometria de Raios X (DRX). Foram realizadas caracterizações eletroquímicas pela técnica de Voltametria Cíclica (VC) de modo a se obter a área superficial ativa e analisar a cinética de reversibilidade dos eletrodos. Após as caracterizações, os eletrodos Ti/NTTiO2 foram utilizados como anodos na eletro-oxidação do corante AM em um sistema de bancada e em reator eletroquímico de fluxo em meso escala. O valor obtido para a remoção de cor no sistema de bancada com j = 8mA cm-2 foi de 98,98% em 3 h de eletro-oxidação, no reator de meso escala o redimensionamento alcançou valores de 33% de remoção de cor, para a mesma densidade de corrente.
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