Publicação
Tratamento de efluentes industriais através de processos fotocatalíticos com dióxido de titânio
| Resumo: | Corantes utilizados por diferentes segmentos industriais são substâncias potencialmente perigosas para os organismos que necessitam de água para a sua sobrevivência, já que os rios são os principais destinos dos efluentes industriais. Importa referir que os processos convencionais utilizados no âmbito do tratamento de águas são ineficientes para a destruição deste tipo de substância. Por outro lado, devido à possibilidade de utilização da energia solar como fonte de ativacção, a fotocatálise baseada em materiais semicondutores tem mostrado ser bastante eficaz na degradação de uma variedade de substâncias orgânicas, incluindo os corantes. No âmbito do desenvolvimento desta tese, utilizou-se o dióxido de titânio (TiO2) como material semicondutor associado ao óxido de grafeno reduzido ou então com a sílica e o zeólito HY. A combinação destes materiais, visou obter uma melhor eficiência fotocatalítica do TiO2 alcançada por diferentes mecanismos. Os fotocatalisadores foram investigados por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, difração de raios-X, microscopia eletrónica de varrimento, dentre outras técnicas, e posteriormente imobilizados em substratos têxteis de algodão. Importa realçar que a funcionalização de materiais flexíveis como por exemplo os têxteis, tem por objectivo a obtenção de superfícies autolimpantes de elevada adaptabilidade geométrica, pelo que apresentam um enorme potencial no âmbito da remediação ambiental e por isso, constituiu-se como a estratégia adoptada neste trabalho. A atividade fotocatalítica dos têxteis funcionalizados foi avaliada através da degradação de uma solução aquosa do corante Rodamina B sujeita à acção de luz artificial que simula o espectro solar. Em seguida, as soluções dos corantes tratadas foram analisadas por diferentes técnicas, de modo a (i) observar a diminuição ao longo do tempo da concentração da solução aquosa do corante, (ii) obter o teor de carbono orgânico remanescente, (iii) identificar os produtos resultantes das reações de fotodegradação e (iv) aferir a citotoxicidade das soluções aquosas dos corantes antes e após o tratamento fotocatalítico em células do tecido epitelial humano. |
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| Autores principais: | Landi Júnior, Salmon |
| Assunto: | Corantes têxteis Dióxido de titânio Fotocatálise Semicondutor Textile dyes Titanium dioxide Photocatalysis Semiconductor Ciências Naturais::Ciências Físicas |
| Ano: | 2020 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | Corantes utilizados por diferentes segmentos industriais são substâncias potencialmente perigosas para os organismos que necessitam de água para a sua sobrevivência, já que os rios são os principais destinos dos efluentes industriais. Importa referir que os processos convencionais utilizados no âmbito do tratamento de águas são ineficientes para a destruição deste tipo de substância. Por outro lado, devido à possibilidade de utilização da energia solar como fonte de ativacção, a fotocatálise baseada em materiais semicondutores tem mostrado ser bastante eficaz na degradação de uma variedade de substâncias orgânicas, incluindo os corantes. No âmbito do desenvolvimento desta tese, utilizou-se o dióxido de titânio (TiO2) como material semicondutor associado ao óxido de grafeno reduzido ou então com a sílica e o zeólito HY. A combinação destes materiais, visou obter uma melhor eficiência fotocatalítica do TiO2 alcançada por diferentes mecanismos. Os fotocatalisadores foram investigados por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, difração de raios-X, microscopia eletrónica de varrimento, dentre outras técnicas, e posteriormente imobilizados em substratos têxteis de algodão. Importa realçar que a funcionalização de materiais flexíveis como por exemplo os têxteis, tem por objectivo a obtenção de superfícies autolimpantes de elevada adaptabilidade geométrica, pelo que apresentam um enorme potencial no âmbito da remediação ambiental e por isso, constituiu-se como a estratégia adoptada neste trabalho. A atividade fotocatalítica dos têxteis funcionalizados foi avaliada através da degradação de uma solução aquosa do corante Rodamina B sujeita à acção de luz artificial que simula o espectro solar. Em seguida, as soluções dos corantes tratadas foram analisadas por diferentes técnicas, de modo a (i) observar a diminuição ao longo do tempo da concentração da solução aquosa do corante, (ii) obter o teor de carbono orgânico remanescente, (iii) identificar os produtos resultantes das reações de fotodegradação e (iv) aferir a citotoxicidade das soluções aquosas dos corantes antes e após o tratamento fotocatalítico em células do tecido epitelial humano. |
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