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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/53331| Tipo: | Dissertação |
| Título : | Estudo de fotodegradação de corantes xantênicos utilizando os sistemas UV/TiO2 e UV/S2O8 |
| Título en inglés: | Photodegradation study of xanthenic dyes using UV/TiO2 and UV/S2O8 systems |
| Autor : | Costa, Mateus Sales Medeiros de Almeida |
| Tutor: | Longhinotti, Elisane |
| Co-asesor: | Becker, Helena |
| Palabras clave : | Fotodegradação;Corantes Xantênicos;Persulfato;TiO2;Funções Fukui |
| Fecha de publicación : | 2020 |
| Citación : | COSTA, Mateus Sales Medeiros de Almeida. Estudo de fotodegradação de corantes xantênicos utilizando os sistemas UV/TiO2 e UV/S2O8. 2020. 95 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020. |
| Resumen en portugués brasileño: | A presença de corantes em reservatórios hídricos não só confere cor atípica à água, como também representa problemas socioambientais. Nesse contexto, os processos oxidativos avançados (POAs) surgem como metodologias que visam degradar poluentes orgânicos. Dentre os POAs, a fotodegradação vem sendo empregada para produção de espécies radicalares oxidantes, como hidroxil. O objetivo do presente trabalho consiste em comparar os métodos de fotodegradação de corantes pertencentes ao grupo dos xantenos, com diferentes fontes de radicais oxidantes. Para tal estudo, os corantes Rodamina B, Eosina amarelada e Fluoresceína sódica foram submetidas a reações fotoquímicas em presença de TiO2 e persulfato (K2S2O8, denominado PS a efeito de simplificação). Também foi avaliado a influência da radiação UV e presença de persulfato em sistemas controles. Os experimentos foram seguidos por espectrofotometria UV-Vis, Carbono Orgânico Total (COT) e espectroscopia de fluorescência. Cálculos teóricos, utilizando as funções condensadas de Fukui foram utilizados para comparação com resultados experimentais. Verificou-se por meio de sistemas controles (experimentos sem luz) que a combinação de TiO2 e PS com a radiação UV contribui para a formação de radicais oxidantes SO4● − e HO●. Em valores de pH de 3,0 e 11,0 observou-se maior porcentagem de fotodegradação dos corantes, sendo, portanto, estas condições adotadas nos demais estudos. Ao empregar o sistema com UV/PS em pH 11,0 observou-se fotodegradações de 70,6%, 94,5% e 97,4% para a RhB, EY e Fl, respectivamente, em 180 minutos. Por outro lado, ao empregar UV/TiO2 em pH 11,0, o percentual de degradação foi superior a 99% em 90 minutos para os três corantes estudados. A cinética reacional do sistema corante UV/PS segue o modelo de pseudo-primeira ordem e foi constatado que, dentre os corantes estudados, a Fluoresceína é o mais dependente da presença de radicais. As análises de COT apresentaram uma mineralização para a RhB, EY e Fl em 82,32%, 85,21% e 87,54% ao se empregar persulfato em pH 3,0 e percentuais de 61,65%, 68,17% e 71,01% foram obtidos ao se empregar TiO2 em pH 11,0, respectivamente. Estudo da participação dos radicais na degradação por persulfato, usando etanol e terc-butanol como sequestrantes de radicais, sugerem que a reação ocorre por duas vias, radicalar (SO4● − e HO●) e não radicalar. Estudos de inibição dos radicais na degradação por TiO2 em pH 3,0 e 11,0, indicam uma queda de 41,1 e 93,3 % sugerindo a atuação do radical hidroxil. Cálculos teóricos utilizando as funções condensadas de Fukui foram associados com a variação espectral da degradação dos corantes e deram indícios sobre as vias preferenciais de degradação. |
| Abstract: | The presence of dyes in water reservoirs not only gives an atypical colour to water, but also represents socio-environmental problems. In this context, advanced oxidative processes (AOPs) emerge as methodologies that aim to degrade organic pollutants. Among the AOPs, photodegradation has been used to produce radical oxidizing species, such as hydroxyl. The objective of this study is to compare the photodegradation methods of dyes belonging to the group of xanthenes, with different sources of oxidizing radicals. For this study, the dyes Rhodamine B, Yellowish Eosin and Sodium Fluorescein were subjected to photochemical reactions in the presence of TiO2 and persulfate (K2S2O8, called PS for simplification effect). The influence of UV radiation and the presence of persulfate in control systems were also evaluated. The experiments were followed by UV-Vis spectrophotometry, Total Organic Carbon (TOC) and fluorescence spectroscopy. Theoretical calculations using Fukui condensed functions were used for comparison with experimental results. It was verified through control systems (experiments without light) that the combination of TiO2 and PS with UV radiation contributes to the formation of oxidant radicals SO4● − and HO●. In pH values of 3.0 and 11.0 a higher percentage of photodegradation of dyes was observed, and therefore these conditions were adopted in other studies. When using the system with UV/PS at pH 11.0 photodegradation of 70.6%, 94.5% and 97.4% for RhB, EY and Fl, respectively, was observed in 180 minutes. On the other hand, when using UV/TiO2 at pH 11.0, the percentage of degradation was greater than 99% in 90 minutes for the three dyes studied. The reactional kinetics of the UV/PS staining system follows the pseudo-first order model and it was found that, among the dyes studied, Fluorescein is the most dependent on the presence of radicals. The TOC analyses showed a mineralization for RhB, EY and Fl in 82.32%, 85.21% and 87.54% when using persulfate at pH 3.0 and percentages of 61.65%, 68.17% and 71.01% were obtained when using TiO2 at pH 11.0, respectively. A study of the participation of radicals in degradation by persulfate, using ethanol and tert-butanol as radical sequestrants, suggests that the reaction occurs by two routes, radical (SO4● − and HO●) and not radical. Studies of inhibition of radicals in TiO2 degradation at pH 3.0 and 11.0, indicate a drop of 41.1 and 93.3 % suggesting the action of the hydroxyl radical. Theoretical calculations using Fukui condensed functions were associated with the spectral variation of dye degradation and gave indications about the preferred degradation pathways. |
| URI : | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/53331 |
| Aparece en las colecciones: | DQAFQ - Dissertações defendidas na UFC |
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