Estruturas core@shell NiFe2O4@TiO2-Fe aplicadas na degradação fotocatalítica de glifosato em meio aquoso

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorBrackmann, Rodrigo-
Autor(es): dc.contributorRocha, Raquel Dalla Costa da-
Autor(es): dc.contributorRocha, Raquel Dalla Costa da-
Autor(es): dc.contributorAngelo, Liliam Cristina-
Autor(es): dc.contributorSikora, Mariana de Souza-
Autor(es): dc.creatorVerdi, Isadora Roberta-
Data de aceite: dc.date.accessioned2022-08-04T20:18:41Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2022-08-04T20:18:41Z-
Data de envio: dc.date.issued2022-05-31-
Data de envio: dc.date.issued2022-05-31-
Data de envio: dc.date.issued2021-11-28-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28701-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/706504-
Descrição: dc.descriptionGlyphosate is currently considered the main agricultural input sold in Brazil and worldwide. Despite being considered low toxic, the intensive use of glyphosate and glyphosate-based herbicides can compromise the soil and aquatic environment, modifying the integrity of existing ecosystems. Thus, methodologies capable of degrading this compound have been developed over the last few decades. Effective and relatively low-cost technologies are the Advanced Oxidative Processes (AOPs), among which heterogeneous photocatalysis stands out. Titanium dioxide (TiO2) is the most used semiconductor in the field of photocatalysis. However, TiO2 requires the use of UV radiation, which makes its use in processes that occur under visible radiation unfeasible. Furthermore, TiO2 is not easily removed from the aqueous medium at the end of the reactions, which implies a low reuse rate. In order to improve the photocatalytic properties of TiO2, it is possible to associate this semiconductor with other materials that reduce the band gap energy of the photocatalyst and facilitate its removal from the reaction medium. In this sense, this work aimed at the synthesis and characterization of nanoparticles with core@shell structure, where the core is formed by nickel ferrite (NiFe2O4) and the shell by TiO2 doped with different iron contents, forming NiFe2O4@TiO2-Fe structures to evaluate the influence of Fe content on the photocatalytic degradation of glyphosate (Roundup®) in an aqueous solution. The photocatalysts were prepared by the adapted Pechini method and calcined at 700 ºC. Through X-ray diffraction analysis and Rietveld refinement, NiFe2O4, NiO, α-Fe2O3 and the polymorphs of TiO2, anatase and rutile were identified. It was also observed that the doping of TiO2 with Fe and its association with NiFe2O4 favored the formation of the rutile polymorph. Through the data obtained by scanning electron microscopy (SEM-EDS) analysis, it was verified that the coating of ferrite by TiO2 did not occur homogeneously. At the photocatalytic tests of decontamination of glyphosate in aqueous medium under visible radiation, the photocatalyst that showed the best performance was the NiFe2O4@TiO2 sample. However, tests with H2O2 were necessary to obtain satisfactory results in the conversion rate of glyphosate to phosphate. H2O2 played a very important role in the photocatalytic degradation of glyphosate and, according to the obtained results, the association of the photocatalyst with H2O2 and visible radiation was the system that provided the best results in the degradation reaction of the glyphosate herbicide. Finally, it was found that the photocatalyst showed a reduction in adsorptive and photocatalytic capacity over 4 sequential tests.-
Descrição: dc.descriptionO glifosato é considerado, atualmente, o principal insumo agrícola comercializado no Brasil e no mundo. Apesar de ser considerado pouco tóxico, o uso intensivo do glifosato e dos herbicidas à base de glifosato pode comprometer o solo e o ambiente aquático, modificando a integridade dos ecossistemas existentes. Dessa forma, metodologias capazes de degradar esse composto vêm sendo desenvolvidas ao longo das últimas décadas. Uma classe de processos tecnológicos, eficazes e de custo relativamente baixo são Processos Oxidativos Avançados (POAs), dentre os quais se ressalta a fotocatálise heterogênea. O dióxido de titânio (TiO2) é o semicondutor mais utilizado no ramo da fotocatálise. Porém, o TiO2 demanda uso de radiação UV, o que inviabiliza o seu emprego em processos que ocorrem sob radiação visível. Além disso, o TiO2 não é facilmente removido do meio reacional ao final das reações, o que implica em uma baixa taxa de reutilização. Afim de melhorar as propriedades fotocatalíticas do TiO2, é possível associar este semicondutor a outros materiais que diminuam a energia de band gap do fotocatalisador e que facilitem sua remoção do meio reacional. Nesse sentido, este trabalho visou a síntese e caracterização de nanopartículas de estrutura core@shell, onde o core contempla a ferrita de níquel (NiFe2O4) e o shell, o TiO2 dopado com diferentes teores de ferro, formando estruturas NiFe2O4@TiO2-Fe, com o objetivo de se avaliar a influência do teor de Fe dopado no componente shell sobre a degradação fotocatalítica do glifosato (Roundup®) em meio aquoso. Os fotocatalisadores foram preparados pelo método de Pechini adaptado e calcinados a 700 ºC. Pelas análises de difratometria de raios X e refinamento de Rietveld, foram identificadas as fases NiFe2O4, NiO, α-Fe2O3 e os polimorfos do TiO2, anatase e rutilo. Observou-se também que a dopagem do TiO2 com Fe e sua associação com a NiFe2O4 favoreceram a formação do polimorfo rutilo. Através dos dados obtidos pela análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV-EDS), verificou-se que o recobrimento da ferrita pelo TiO2 não ocorreu de forma homogênea. Quanto aos testes fotocatalíticos de descontaminação de glifosato em meio aquoso sob radiação visível, o fotocatalisador que apresentou melhor desempenho foi a amostra NiFe2O4@TiO2. Porém, foram necessários testes com H2O2 para obtenção de resultados satisfatórios no que tange à taxa de conversão de glifosato a fosfato. O H2O2 desenvolveu um papel muito importante na degradação fotocatalítica do glifosato e, de acordo com os resultados obtidos, a associação do fotocatalisador com H2O2 sob radiação visível foi o sistema que proporcionou melhores resultados na reação de degradação do herbicida glifosato. Por fim, verificou-se que o fotocatalisador apresentou redução da capacidade adsortiva e fotocatalítica ao longo de 4 testes sequenciais.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Publicador: dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paraná-
Publicador: dc.publisherPato Branco-
Publicador: dc.publisherBrasil-
Publicador: dc.publisherDepartamento Acadêmico de Química-
Publicador: dc.publisherQuímica-
Publicador: dc.publisherUTFPR-
Direitos: dc.rightsopenAccess-
Direitos: dc.rightshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/-
Palavras-chave: dc.subjectCatálise heterogênea-
Palavras-chave: dc.subjectDióxido de titânio-
Palavras-chave: dc.subjectRaios X - Difração-
Palavras-chave: dc.subjectNanopartículas-
Palavras-chave: dc.subjectHeterogeneous catalyses-
Palavras-chave: dc.subjectTitanium dioxide-
Palavras-chave: dc.subjectX-rays - Diffraction-
Palavras-chave: dc.subjectNanoparticles-
Palavras-chave: dc.subjectCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA-
Título: dc.titleEstruturas core@shell NiFe2O4@TiO2-Fe aplicadas na degradação fotocatalítica de glifosato em meio aquoso-
Título: dc.titleNiFe2O4@TiO2-Fe core@shell structures applied to the photocatalytic degradation of glyphosate in aqueous medium-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
Aparece nas coleções:Repositorio Institucional da UTFPR - RIUT

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