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Title: Influência do pH na morfologia do CuO obtido via método sonoquímico utilizando diferentes surfactantes
Authors: Oliveira, Patrícia Merlim de
Keywords: Método sonoquímico;Alteração morfológica;Fotocatálise;CuO;Cu2(OH)3(NO3);Sonochemical method;Morphological alteration;Photocatalysis
Issue Date: 2-May-2019
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: OLIVEIRA, Patrícia Merlim de. Influência do pH na morfologia do CuO obtido via método sonoquímico utilizando diferentes surfactantes. 2019. 66 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) - Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia de Materiais, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.
Portuguese Abstract: A indústria têxtil é considerada um dos maiores consumidores de água do mundo e os resíduos gerados no processo representam uma preocupante ameaça ao ecossistema devido aos poluentes orgânicos serem de difícil tratamento por métodos convencionais. Os processos oxidativos avançados (POAs) têm sido considerados uma técnica sustentável e eficiente para tratamento de águas residuais têxteis, nos quais os radicais hidroxila altamente reativos •OH são produzidos e dão origem ao processo de degradação oxidativa do corante, utilizando-se geralmente, um semicondutor sólido como catalisador. A alteração das propriedades de semicondutores convencionais são estudadas visando a otimização de suas propriedades. Neste trabalho, pós de óxido de cobre II (CuO) foram sintetizados via método sonoquímico utilizando diferentes surfactantes (PVP, PEG e EDA) variando o pH do meio em 8, 11 e 13. Os pós foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG), método Brunauer-Emmett-Teller (BET), espectroscopia na região do UV-Visível (UV-Vis) e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Testes fotocatalíticos foram realizados para avaliação da aplicabilidade dos pós de CuO na degradação do corante azul de metileno. Os resultados da difração de raios-X mostraram que um aumento do pH de 8 para 13 favorece a formação de fase única de CuO, enquanto os picos secundários de Cu2(OH)3(NO3) aparecem em valores mais baixos de pH (8 e 11). Os resultados dos espectros de FTIR comprovaram o surgimento de Cu2(OH)3(NO3) através das vibrações relacionadas ao hidróxido de nitrato. Os resultados das imagens do MEV-FEG indicaram as alterações na morfologia obtidas através dos diferentes surfactantes e pH do meio, em que para valores menores, pH = 8, a morfologia apresentou aspecto de folha e, ao aumentá-lo para pH = 13, a morfologia se alterou para um aglomerado de nanopartículas com aspecto de flor. Os resultados de BET indicaram que as amostras obtidas sem a presença de surfactante e com PEG, em pH = 8, exibiram a maior e menor área superficial, sendo essas de 18.935 e 4.531 m2.g-1, respectivamente. Os testes fotocatalíticos indicaram que o aumento da área superficial favorece a atividade fotocatalítica, onde a amostra sem surfactante obtida em pH 8 e a amostra obtida com PVP em pH 11 reduziram 100% a concentração do corante azul de metileno.
Abstract: The textile industry is considered one of the largest water wasters in the world and the waste generated in the process represents a worrying threat to the ecosystem due to the organic pollutants been difficult to treat by regular methods. Advanced oxidation processes (AOPs) have been considered a sustainable and efficient technique for the treatment of textile wastewater, in which highly reactive hydroxyl radicals •OH are produced and generating the dye oxidative degradation process, generally, using a solid semiconductor as a catalyst. Alterations in the conventional semiconductors properties were studied in order to be optimized. In this work, copper oxide II (CuO) powders were synthesized via a sonochemical using different surfactants (PVP, PEG, and EDA), varying synthesis pH at 8, 11 and 13. The powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (SEM), Brunauer-Emmett-Teller method (BET), UV–Visible spectroscopy (UV–Vis) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Photocatalytic tests were performed to evaluate the applicability of CuO powders in the degradation of the methylene blue dye. XRD patterns showed that a pH increase from 8 to 13 favors CuO single phase formation, whereas Cu2(OH)3(NO3) secondary peaks appear at lower pH values (8 and 11). FTIR spectra confirmed the appearance of Cu2(OH)3(NO3) through nitrate hydroxide related vibration. The SEM images showed the variations in morphology obtained through the different surfactants and the medium pH, in which, the morphology presents a leaf appearance with a lower value (pH = 8), while increasing the pH to 13, changed the morphology into agglomerate flower-like nanoparticles. The BET results showed that the samples obtained without surfactant and with PEG at pH = 8 had the highest and lowest surface area, being 18,935 and 4,531 m2.g-1, respectively. Photocatalytic tests indicated that the increase in surface area favors photocatalytic activity, where the sample without surfactant obtained at pH 8 and the sample obtained with PVP at pH 11 reduced the concentration of the methylene blue dye by 100%.
URI: http://monografias.ufrn.br/handle/123456789/8660
Other Identifiers: 20180009402
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