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dc.creatorOtt, Yuri Werner-
dc.date.accessioned2026-03-27T18:04:44Z-
dc.date.available2026-03-27T18:04:44Z-
dc.date.issued2025-12-03-
dc.identifier.citationOTT, Yuri Werner. Desenvolvimento e avaliação de um sistema de baixo custo para caracterização da eficiência fotocatalítica na degradação de corantes orgânicos. 2026. Dissertação (Mestrado em Física e Astronomia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39893-
dc.description.abstractOrganic dyes present in wastewater can be toxic, hazardous, and potentially carcinogenic. Photodegradation is an effective technique for treating these compounds, as it employs photocatalysts capable of degrading pollutants with high efficiency. In this work, a portable, affordable, and cloud-integrated microphotocatalysis reactor, named MicroPhotoReact (MPR), was developed to characterize the real-time photodegradation of organic dyes. Dye concentration is monitored over time using the Beer–Lambert law, which relates light absorbance to concentration. This approach represents an improvement over traditional methods based on UV–Vis spectrophotometers, which require large solution volumes and multiple replicates for each experimental point, in addition to demanding hours of data collection. The developed system uses an ESP32 microcontroller for data acquisition and cloud transmission, along with control and measurement components such as LEDs, TEMT6000 light sensors, a water pump, and flow sensors. Three dyes commonly used as standards in photocatalysis experiments—Methylene Blue, Rhodamine B, and Bromocresol Green—were tested due to their widespread use in the literature and well-established spectroscopic properties. The objective is to monitor the photodegradation reactions of these compounds using the commercial semiconductor titanium dioxide (TiO₂) as a catalyst. The MicroPhotoReact developed in this study demonstrates performance comparable to commercial systems, offering a low-cost solution with high sensitivity and a high acquisition rate. The constructed prototype is capable of detecting minimum concentrations on the order of 10⁻⁵ mol·L⁻¹, performing rapid measurements at intervals of only 8 seconds per data point, and determining the degradation kinetic coefficient (k) with a resolution of 0.002 min⁻¹. These parameters demonstrate that the proposed system enables real-time, highprecision monitoring of photocatalytic processes.pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paranápt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/pt_BR
dc.subjectÁguas residuais - Purificaçãopt_BR
dc.subjectFotocatálisept_BR
dc.subjectCorantes e tingimento - Aspectos ambientaispt_BR
dc.subjectDióxido de titâniopt_BR
dc.subjectCinética químicapt_BR
dc.subjectMonitorização ambientalpt_BR
dc.subjectSewage - Purificationpt_BR
dc.subjectPhotocatalysispt_BR
dc.subjectDyes and dyeing - Environmental aspectspt_BR
dc.subjectTitanium dioxidept_BR
dc.subjectChemical kineticspt_BR
dc.subjectEnvironmental monitoringpt_BR
dc.titleDesenvolvimento e avaliação de um sistema de baixo custo para caracterização da eficiência fotocatalítica na degradação de corantes orgânicospt_BR
dc.title.alternativeDevelopment and evaluation of a low-cost system for the characterization of photocatalytic efficiency in the degradation of organic dyespt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoCorantes orgânicos presentes em águas residuais podem ser tóxicos, perigosos e potencialmente cancerígenos. A fotodegradação é uma técnica eficaz para o tratamento desses compostos, pois utiliza fotocatalisadores capazes de degradar poluentes com maior eficiência. Neste trabalho foi desenvolvido um micro reator de fotocatálise portátil, acessível e integrado à nuvem, chamado MicroPhotoReact (MPR), projetado para caracterizar a fotodegradação de corantes orgânicos em tempo real. A concentração dos corantes é monitorada ao longo do tempo através da lei de Beer-Lambert, que relaciona a absorbância de luz à concentração. Essa abordagem representa uma melhoria em relação aos métodos tradicionais que utilizam um espectrômetro UV-Vis, que exigem grande volume de solução e várias réplicas para cada ponto experimental, além de demandarem horas de coleta de dados. O sistema desenvolvido utiliza um microcontrolador ESP32 para coleta e envio de dados à nuvem, junto a dispositivos de controle e medição, como LEDs, sensores de luz TEMT6000, bomba de água e sensores de fluxo. Três corantes utilizados como padrões em experimentos de fotocatálise: Azul de Metileno, Rodamina B e Verde de Bromocresol, foram testados devido à sua ampla difusão na literatura e às características espectroscópicas bem estabelecidas. O objetivo é monitorar reações de fotodegradação desses compostos empregando o semicondutor comercial dióxido de titânio TiO2 como catalisador. O MicroPhotoReact desenvolvido neste trabalho apresenta desempenho comparável ao de sistemas comerciais, oferecendo uma solução de baixo custo, alta sensibilidade e elevada taxa de aquisição. O protótipo construído é capaz de detectar concentrações mínimas da ordem de 10⁻⁵ mol·L⁻¹, realizar medidas rápidas com intervalo de apenas 8 s por ponto e determinar o coeficiente cinético de degradação (k) com resolução de 0,002 min⁻¹. Esses parâmetros demonstram que o sistema proposto permite monitoramento em tempo real e em alta precisão de processos fotocatalíticos.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0002-9322-2125pt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/4382889650944686pt_BR
dc.contributor.advisor1Viana Junior, Emilson Ribeiro-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-1883-3508pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/6034855461324993pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Góes, Rafael Eleodoro de-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-8887-4145pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttps://lattes.cnpq.br/7738279782371416pt_BR
dc.contributor.referee1Viana Junior, Emilson Ribeiro-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-1883-3508pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6034855461324993pt_BR
dc.contributor.referee2González Pérez, Juan Carlos-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-9155-1657pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5823693783449791pt_BR
dc.contributor.referee3Seidel, Keli Fabiana-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-1618-0873pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttps://lattes.cnpq.br/0437996218263828pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física e Astronomiapt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICApt_BR
dc.subject.capesFísicapt_BR
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