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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34428| Título: | Preparação e caracterização de sistemas híbridos poli (etileno-co-acetato de vinila)/bentonita/níobio com potencial aplicação para fotodegradação do corante rodamina b |
| Título(s) alternativo(s): | Preparation and characterization of poly (ethylene-co-vinyl acetate)/bentonite/niobium hybrid systems with potential application for photodegradation of rhodamine b dye |
| Autor(es): | Barra, Heliton |
| Orientador(es): | Bittencourt, Paulo Rodrigo Stival |
| Palavras-chave: | Óxido de nióbio Ressonância magnética nuclear Bentonita Argila - Análise Espectroscopia de infravermelho Misturas (Química) Niobium oxide Nuclear magnetic resonance Bentonite Clay - Analysis Infrared spectroscopy Mixtures |
| Data do documento: | 26-Abr-2024 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | BARRA, Heliton. Preparação e caracterização de sistemas híbridos poli(etileno-co-acetato) de vinila/bentonita/nióbio com potencial aplicação para fotodegradação do corante rodamina b. 2024. Dissertação (Mestrado em Químíca) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2024. |
| Resumo: | As mais recentes tecnologias requerem materiais com propriedades que normalmente não são encontradas nos materiais convencionais, como os polímeros, cerâmicas e metais. Estruturas híbridas constituídas pela combinação de componentes orgânicos e inorgânicos, geralmente, interagem por efeito sinergético, originando um único material com propriedades diferenciadas dos compostos originários, sendo alternativa que pode ser utilizada no desenvolvimento de compostos com aplicações diversas. Nesse contexto, o interesse no emprego e na produção de materiais baseado em cargas inorgânicas suportados em polímeros tem se tornado uma tendência, podendo o poli(etileno-co-acetato de vinila) (EVA) ser utilizado como bloco de construção para compostos híbridos poliméricos. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi de preparar sistemas híbridos EVA/pentóxido de nióbio (Nb2O5) ou EVA/argila bentonita-Nb2O5, visando a aplicação na fotodegradação do corante rodamina B. A preparação das composições de EVA/cargas inorgânicas, foi realizada no misturador intensivo de laboratório nas porcentagens 3, 5 e 7 % (m/m). Os materiais precursores foram analisados pelas técnicas de espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX), microscopia eletrônica de varredura acoplada a espectroscopia por dispersão de elétrons (MEV-EDS) e análise termogravimétrica (TGA). De acordo com os resultados obtidos foi possível avaliar o perfil estrutural e químico dos compostos e comparar com a literatura a partir de outros estudos já realizados. Para o pentóxido de nióbio, os resultados demostraram características cristalinas, diferenciando do ácido nióbico, um material amorfo. Em relação à argila bentonita foi evidenciado seu perfil hidrofílico e boa capacidade de intumescimento, sendo compatíveis para suporte de elementos semicondutores. Os materiais híbridos foram avaliados por FTIR, DRX, TGA e por ressonância magnética nuclear de baixo campo (RMN-BC), além dos aspectos visuais, parâmetros de processamento via injeção, reologia e testes de fotodegradação. Os resultados evidenciaram que a incorporação das cargas inorgânicas alterou as propriedades do polímero, como por exemplo, a cristalinidade e propriedades reológicas. Em relação as análises de fotodegradação, os resultados obtidos utilizando o material híbrido EVA com 7 % de argila modificada com nióbio, sugerem uma diminuição na banda de absorção máxima (355 nm), responsável pela coloração do corante rodamina B, no período de 240 minutos de análise, atingindo 95,45 % de descoloração. Sendo assim, diante dos resultados apresentados, a proposta de preparar um material híbrido com finalidade de fotodegração foi atingido, sendo, portanto, a composição EVA/argila bentonita-Nb2O5 (7%) a que se destacou na eficiência como fotocatalisador, para justificar o êxito da pesquisa e a relevância dos compostos como alternativa de interesse para a área de estudo. |
| Abstract: | The latest technologies demand materials with properties that are not normally found in conventional materials, such as polymers, ceramics and metals. Hybrid structures made up of combinations of organic and inorganic components generally interact through a synergistic effect, giving rise to a single material with properties that differ from those of the original compounds. This alternative can be used in the development of compounds with diverse applications. In this context, interest in the use and production of materials based on inorganic fillers supported on polymers has become a trend, and poly(ethylene-co-vinyl acetate) (EVA) can be used as a building block for polymeric hybrid composites. In this context, the aim of this work was to prepare EVA/niobium pentoxide (Nb2O5) or EVA/bentonite-Nb2O5 clay hybrid systems for use in the photodegradation of rhodamine B dye. The EVA/inorganic filler compositions were prepared in an intensive laboratory mixer in percentages of 3, 5 and 7% (w/w). The precursor materials were analyzed using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), scanning electron microscopy coupled with electron dispersion spectroscopy (SEMEDS) and thermogravimetric analysis (TGA). According to the results obtained, it was possible to evaluate the structural and chemical profile of the compounds and compare them with the literature based on other studies already carried out.For niobium pentoxide, the results showed crystalline characteristics, differentiating it from niobic acid, an amorphous material.The bentonite clay showed a hydrophilic profile and good swelling capacity, making it compatible for supporting semiconductor elements.The hybrid materials were evaluated by FTIR, XRD, TGA and low-field nuclear magnetic resonance (NMR-BC), as well as visual aspects, processing parameters via injection, reology and photodegradation tests.The results showed that the incorporation of inorganic fillers altered the polymer’s properties, such crystallinity and rheological properties. With regard to photodegradation analysis, the results obtained using the EVA hybrid material with 7% modified clay with niobium suggest a decrease in the maximum absorption band (355 nm) responsible for staining the rhodamine B dye over the 240-minutes analysis period, reaching 95.45% decolorization. Therefore, given the results presented, the proposal to prepare a hybrid material for the purpose of photodegradation was achieved, with the composition EVA/bentonite clay-Nb2O5 (7%) being the one that stood out in terms of efficiency as a photocatalyst, to justify the success of the research and the relevance of the compounds as an alternative of interest for the study area. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34428 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Química |
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