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Título: Síntese, caracterização e aplicação de compósitos de SnO2 e SnO2/Ag2O com pasta de cimento
Título(s) alternativo(s): Synthesis, characterization and application of SnO2 and SnO2/Ag2O composites with cement paste
Autor(es): Vendramini, Danilo da Silva
Orientador(es): La Porta, Felipe de Almeida
Palavras-chave: Nanocompósitos (Materiais)
Compostos de estanho
Óxido de prata
Cimento Portland
Catálise heterogênea
Nanocomposites (Materials)
Tin compounds
Silver oxide
Portland cement
Heterogeneous catalyses
Data do documento: 7-Jun-2022
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Londrina
Citação: VENDRAMINI, Danilo da Silva. Síntese, caracterização e aplicação de compósitos de SnO2 e SnO2/Ag2O com pasta de cimento. 2022. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2022.
Resumo: A produção de novos materiais fotocatalíticos vem ganhando enorme destaque ao longo dos últimos anos como uma promissora estratégia que visa mitigar os danos ambientais causados pelo homem. Diante disso, esse trabalho vem colaborar com o desenvolvimento sustentável de novos materiais para aplicações avançadas em engenharia civil. Neste trabalho, foi preparado um compósito formado de pasta de cimento (relação água/cimento = 0,5) com um revestimento baseado em nanopartículas de SnO2 (SnO2/pasta de cimento) e SnO2 decorado com Ag2O (Ag2O-decorando SnO2/pasta de cimento) para aplicações fotocatalíticas. Estes revestimentos foram produzidos com o processo de síntese hidrotérmica, bem como caracterizado por diferentes técnicas experimentais. A eficiência do catalisador foi avaliada neste estudo por meio da degradação do corante azul de metileno, com e sem a presença de inibidores, que possibilitou um entendimento mais fundamental das espécies reativas de oxigênio que podem causar a completa mineralização deste corante. Esse compósito também foi submetido ao processo de Fenton-like após ser decorado com óxido de prata para a degradação dos corantes azul de metileno e vermelho de metila, de maneira individual e misturados e, além disso, neste estudo também foi investigado o efeito do pH usando valores entre 2 à 6. Os resultados de degradação do corante obtidos através do processo de foto-Fenton são nitidamente maiores quando comparado à fotocatálise referência. Ao passo que, o material decorado melhorou significativamente a eficiência de degradação conforme aumentou-se a presença do óxido de prata e diminui-se o pH da solução. No entanto, em pH 6 foi observado uma seletividade durante a degradação da mistura de corantes, dando preferência a degradação do azul de metileno ao invés do vermelho de metila.
Abstract: The production of new photocatalytic materials has gained a huge interest over the last few years as a promising strategy to mitigate human-caused environmental damage. Therefore, this work collaborates with the sustainable development of new materials for advanced applications in civil engineering. In this work, we prepared a composite of cement paste (water/cement ratio = 0.5) with a coating based on nanoparticles of SnO2 (SnO2/cement paste) and SnO2 decorated with Ag2O (Ag2O-decorating SnO2/cement paste) for photocatalytic applications. These coatings were produced through the hydrothermal synthesis process and characterized by different experimental techniques. The photocatalyst efficiency was evaluated in this study through the degradation of the methylene blue dye, with and without the presence of inhibitors, which allowed a more fundamental understanding of the reactive oxygen species that can cause the complete mineralization of this dye. This composite was also subjected to the Fenton-like process after being decorated with silver oxide for the degradation of methylene blue and methyl red dyes, individually and mixed. In addition, in this study, the effect of pH was also investigated using a pH variation between 2 and 6. The results of dye degradation obtained through the photo-Fenton process are clearly higher when compared to the reference photocatalysis. On the other hand, the decorated material significantly improved the degradation efficiency as the presence of silver oxide was increased and the pH of the solution was decreased. However, at pH 6 a selectivity was observed during the degradation of the dye mixture, giving preference to the degradation of methylene blue instead of methyl red.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29204
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