00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IQB - Instituto de Química e Biotecnologia TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - IQB Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - QUÍMICA - IQB
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Efeito da temperatura de calcinação do tio2 e influência nas propriedades fotocatalíticas
Título(s) alternativo(s): Effect of tio2 calcination temperature and influence on photocatalytic properties
Autor(es): Silva, Igor Matheus de Amorim
Primeiro Orientador: Meneguetti, Simoni Margareti Plentz
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Assis, Geovania Cordeiro de
metadata.dc.contributor.referee1: Barbosa, Cintya D' Angeles do Espirito Santo
metadata.dc.contributor.referee2: Santos, Jailma Barros dos
Resumo: O crescente desenvolvimento mundial tem aumentado a demanda por insumos químicos para indústrias e mercados. Bem como, a necessidade de se investir em processos que otimizem a degradação de potenciais poluentes orgânicos tem crescido similarmente. Neste contexto, os processos fotocatalíticos vêm sendo investigados como um caminho promissor de degradar resíduos industriais e também de se obter produtos químicos de alto valor. O material mais usado para aplicações em fotocatálise é o dióxido de titânio (TiO2) devido ao seu baixo custo, não toxidade e alta estabilidade química, muitos estudos têm investido no melhoramento das propriedades físicas e químicas deste material com o intuito de conhecer sua atividade fotocatalítica. Diante disso, o objetivo do trabalho foi sintetizar TiO2 usando método de precipitação e calcinar o material nas temperaturas 350, 550, 750 e 950ºC e posteriormente avaliar as propriedades fotocatalíticas em reação modelo usando Rodamina B (RhB), bem como, analisar a atividade do TiO2 em função de conversão e rendimento para reação de transformação química de glicerol em produtos de alto valor. As amostras obtidas foram caracterizadas através de Difração de Raio-X (DRX), Espectroscopia de Refletância Difusa (DRS), Espectroscopia de Absorção na Região do Infravermelho (FTIR), Análise por fisissorção de N2 usando o método desenvolvido por Brunauer, Emmett e Teller (B.E.T.) para calcular a área superficial. Nas reações modelo usando RhB foi possível visualizar o comportamento dos materiais, os fototacalisadores calcinados em 350 e 550ºC apresentaram melhor desempenho chegando a 60,7 e 62,8% de degradação do corante em 70 min, já os materiais calcinados em 750 e 950ºC obtiveram 23,7 e 32,6% de degradação de RhB, respectivamente. Nas reações usando 350 e 550ºC foi possível observar a formação de análogos desetilados da Rodamina B, já nos testes fotocatalíticos usando os materiais calcinados a 750 e 950ºC observou-se o predomínio das reações de quebra do grupo cromóforo evidenciado pela diminuição do principal sinal do corante nos espectros de absorção molecular, com as reações modelo percebeu-se que o balanço entre área superficial e energia de bandgap comandam as reações fotocatalíticas. Nas reações de conversão de glicerol observou-se a formação de três produtos, sendo eles: gliceraldeído, ácido tartrônico e ácido glicólico, os materiais calcinados a 350 e 550ºC apresentaram maior conversão de glicerol, em contrapartida os resultados de rendimento e seletividade mostraram que os materiais calcinados a 750 e 950ºC foram mais seletivos para ácido glicólico, com os testes de conversão de glicerol foi possível visualizar a influência das propriedades estruturais no direcionamento das reações fotocatalíticas.
Abstract: The growing world development has increased the demand for chemical inputs for industries and markets. As well as, the need to invest in processes that optimize the degradation of potential organic pollutants has grown similarly. In this context, photocatalytic processes have been investigated as a promising way to degrade industrial waste and also to obtain high-value chemicals. The most used material for photocatalysis applications is titanium dioxide (TiO2) due to its low cost, non-toxicity and high chemical stability, many studies have invested in improving the physical and chemical properties of this material in order to know its photocatalytic activity. Therefore, the objective of the work was to synthesize TiO2 using the precipitation method and calcinate the material at temperatures 350, 550, 750 and 950ºC and subsequently evaluate the photocatalytic properties in model reaction using Rhodamine B (RhB), as well as, analyze the activity of the TiO2 as a function of conversion and yield for reaction of chemical transformation of glycerol in high value products. The obtained samples were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Diffuse Reflectance Spectroscopy (DRS), Infrared Absorption Spectroscopy (FTIR), N2 physisection analysis using the method developed by Brunauer, Emmett and Teller (BET) to calculate the surface area. In the model reactions using RhB it was possible to visualize the behavior of the materials, the phototacalizers calcined at 350 and 550ºC showed better performance reaching 60.7 and 62.8% of degradation of the dye in 70 min, while the materials calcined at 750 and 950ºC obtained 23.7 and 32.6% RhB degradation, respectively. In reactions using 350 and 550ºC it was possible to observe the formation of de-methylated analogues of Rhodamine B, while in the photocatalytic tests using materials calcined at 750 and 950ºC it was observed the predominance of the chromophore group breaking reactions evidenced by the reduction of the main dye signal in the molecular absorption spectra, with the model reactions it was noticed that the balance between surface area and bandgap energy controls the photocatalytic reactions. In the reactions of glycerol conversion, the formation of three products was observed, namely: glyceraldehyde, tartronic acid and glycolic acid, the materials calcined at 350 and 550ºC presented higher glycerol conversion, in contrast, the results of yield and selectivity showed that the materials calcined at 750 and 950ºC were more selective for glycolic acid, with the glycerol conversion tests it was possible to visualize the influence of structural properties in the direction of photocatalytic reactions.
Palavras-chave: Dióxido de Titânio
Rodamina B
Glicerol
Ácido glicólico
Fotocatálise
Titanium dioxide
Rhodamine B
Glycerol
Glycerol acid
Photocalysis
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Química
Citação: Silva, Igor Matheus de Amorim. Efeito da temperatura de calcinação do tio2 e influência nas propriedades fotocatalíticas. 2022. 65 f. Monografia (Trabalho de conclusão de curso em Química : Licenciatura) - Instituto de Química e Biotecnologia, Curso de Graduação em Química, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/8563
Data do documento: 18-fev-2021
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