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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/41154| Título: | Utilização de óxidos de zinco dopados com manganês na fotodegradação de corante têxtil |
| Título(s) alternativo(s): | Use of manganese-doped zinc oxides in the photodegradation of textile dye |
| Autor(es): | Oliveira, Ana Paula Moreira Alves de |
| Orientador(es): | Andrade, Jessia de Lara |
| Palavras-chave: | Catálise heterogênea Resíduos industriais Corantes Heterogeneous catalyses Factory and trade waste Colorings matter |
| Data do documento: | 6-Jul-2026 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Campo Mourao |
| Citação: | OLIVEIRA, Ana Paula Moreira Alves de. Utilização de óxidos de zinco dopados com manganês na fotodegradação de corante têxtil. 2026. Trabalho de Conclusão de Curso (Licenciatura em Química) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2026. |
| Resumo: | O tratamento de efluentes contendo corantes provenientes da indústria têxtil representa um importante desafio ambiental, tornando os processos oxidativos avançados alternativas promissoras para sua remediação. Neste trabalho, óxidos de zinco (ZnO) puro e dopados com 1, 5 e 10% mol de Mn²⁺ foram sintetizados pelo método sol-gel modificado e avaliados quanto às suas propriedades estruturais, morfológicas, ópticas, texturais e fotocatalíticas. Os materiais foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia UV-Vis, método BET e ensaios de fotodegradação do corante azul de metileno sob irradiação de lâmpada de vapor de mercúrio. Os resultados de DRX evidenciaram estrutura cristalina hexagonal do tipo wurtzita para todas as amostras, sem formação de fases secundárias detectáveis. A dopagem promoveu redução do diâmetro médio de cristalito de 17,47 para aproximadamente 12 nm, aumento da área superficial específica de 12,03 para 19,10 m² g⁻¹ e diminuição da energia de band gap de 3,17 para 2,82 eV, além de deslocamento da absorção para a região do visível. Apesar dessas modificações, o ZnO puro apresentou o melhor desempenho fotocatalítico, alcançando cerca de 50% de degradação do azul de metileno após 240 minutos, enquanto os materiais dopados apresentaram menores eficiências e redução das constantes aparentes de velocidade de degradação. Os resultados indicam que a dopagem com Mn²⁺ favoreceu alterações estruturais, ópticas e texturais, porém aumentou os processos de recombinação dos pares elétron-lacuna, comprometendo a atividade fotocatalítica. Conclui-se que a eficiência fotocatalítica do ZnO depende do equilíbrio entre propriedades estruturais, ópticas e eletrônicas, não sendo determinada exclusivamente pela redução da energia de band gap ou pelo aumento da área superficial. |
| Abstract: | The treatment of dye-containing textile wastewater remains a major environmental challenge, making advanced oxidation processes promising alternatives for pollutant removal. In this work, pure ZnO and Mn-doped ZnO containing 1, 5 and 10 mol% Mn²⁺ were synthesised sol-gel modified method and evaluated regarding their structural, morphological, optical, textural and photocatalytic properties. The materials were characterised by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), UV–Vis spectroscopy, Brunauer–Emmett–Teller (BET) surface area analysis and photocatalytic degradation of methylene blue under mercury vapour lamp irradiation. XRD results confirmed that all samples exhibited the hexagonal wurtzite structure without detectable secondary phases. Mn incorporation reduced the average crystallite size from 17.47 nm to approximately 12 nm, increased the specific surface area from 12.03 to 19.10 m² g⁻¹, and decreased the optical band gap from 3.17 to 2.82 eV, while promoting a red shift of the absorption edge towards the visible region. Despite these modifications, pure ZnO exhibited the highest photocatalytic performance, achieving approximately 50% methylene blue degradation after 240 min of irradiation, whereas the Mn-doped samples showed lower degradation efficiencies and progressively reduced apparent rate constants. The results indicate that Mn doping improved the structural, optical and textural properties of ZnO; however, it also favoured charge carrier recombination, which outweighed the benefits associated with the reduced band gap and increased specific surface area. Therefore, the photocatalytic performance of ZnO is governed by the balance between light absorption, efficient charge carrier separation and minimisation of electron–hole recombination rather than solely by the reduction of the band gap or the increase in surface area. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/41154 |
| Aparece nas coleções: | CM - Licenciatura em Química |
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