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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28712| Título: | Avaliação do emprego de heterojunções CuFe2O4/TiO2 na reação de degradação fotocatalítica do corante amarelo reativo BF-4G |
| Título(s) alternativo(s): | Evaluation of the use of CuFe2O4/TiO2 heterojunctions in the photocatalytic degradation reaction of the BF-4G reactive yellow dye |
| Autor(es): | Lazzaroto, Paulo Henrique |
| Orientador(es): | Brackmann, Rodrigo |
| Palavras-chave: | Dióxido de titânio Catálise heterogênea Fotoquímica Titanium dioxide Heterogeneous catalyses Photochemistry |
| Data do documento: | 1-Dez-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | LAZZAROTO, Paulo Henrique. Avaliação do emprego de heterojunções CuFe2O4/TiO2 na reação de degradação fotocatalítica do corante amarelo reativo BF-4G. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2021. |
| Resumo: | O presente trabalho visou a síntese de heterojunções magnéticas CuFe2O4/TiO2 com diferentes proporções mássicas CuFe2O4:TiO2 por meio do método dos precursores poliméricos com o intuito de investigar a sua eficiência na reação de degradação fotocatalítica do corante têxtil amarelo reativo BF-4G. O TiO2 é um material clássico da fotocatálise heterogênea, mas seu uso ainda encontra limitações nos dias atuais, como a sua difícil remoção do meio reacional e também sua ineficácia em ser ativado por radiação visível. Visando contornar essas deficiência, esse estudo promoveu seu contato íntimo com nanopartículas magnéticas de ferrita de cobre na forma de heterojunções CuFe2O4/TiO2. Para a amostra de ferrita de cobre, foram determinadas três fases (ferrita, hematita e óxido cúprico), já para o TiO2, foram obtidos dois dos seus polimorfos (anatase e rutilo). Todas as heterojunções, por sua vez, apresentaram as cinco fases cristalinas em sua composição. Destaca-se que a associação do TiO2 com a ferrita estabilizou a fase anatase, dificultando sua transição para rutilo. Além do mais, o aumento do teor de ferrita nas heterojunções diminuiu o tamanho de cristalito dos polimorfos do TiO2, o que pode explicar ao menos parcialmente a melhoria da atividade fotocatalítica. A amostra que obteve destaque na reação de degradação fotocatalítica do corante foi a heterojunção com maior teor de ferrita (proporção mássica CuFe2O4:TiO2 igual a 2:1), eliminando completamente o corante após 60 min de adsorção seguidos por 90 min de tratamento fotocatalítico sob radiação ultravioleta, na presença de peróxido de hidrogênio. A amostra manteve a atividade após 5 ciclos sequenciais de reação, sendo facilmente separada e reutilizada nos testes fotocatalíticos. As espécies radicalares hidroxila (●OH) se mostraram atuantes na reação de degradação fotocatalítica do corante. |
| Abstract: | The present work aimed at the synthesis of CuFe2O4/TiO2 magnetic heterojunctions with different CuFe2O4:TiO2 mass ratios using the polymeric precursor method in order to investigate its efficiency in the photocatalytic degradation reaction of the BF-4G reactive yellow textile dye. TiO2 is a classic material of heterogeneous photocatalysis, but its use still has limitations today, such as its difficult removal from the reaction medium and also its ineffectiveness in being activated by visible radiation. In order to overcome these deficiencies, this study promoted its intimate contact with magnetic copper ferrite nanoparticles in the form of CuFe2O4/TiO2 heterojunctions. For the copper ferrite sample, three phases were determined (ferrite, hematite and cupric oxide), while for TiO2, two of its polymorphs were obtained (anatase and rutile). All heterojunctions, in turn, had the five crystalline phases in their composition. It is noteworthy that the association of TiO2 with ferrite stabilized the anatase phase, making its transition to rutile difficult. Furthermore, increasing the ferrite content in the heterojunctions decreased the crystallite size of the TiO2 polymorphs, which may at least partially explain the improvement of the photocatalytic activity. The sample that stood out in the photocatalytic degradation reaction of the dye was the heterojunction with the highest content of ferrite (mass ratio CuFe2O4:TiO2 equal to 2:1), completely eliminating the dye after 60 min of adsorption followed by 90 min of photocatalytic treatment under ultraviolet radiation in the presence of hydrogen peroxide. The sample maintained its activity after 5 sequential reaction cycles, being easily separated and reused in photocatalytic tests. The hydroxyl radical species (●OH) were shown to be active in the photocatalytic degradation reaction of the dye. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28712 |
| Aparece nas coleções: | PB - Química |
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