Publicação
Catalisadores heterogéneos aplicados na degradação de poluentes emergentes em águas residuais
| Resumo: | A qualidade da água, através de contaminações de poluentes orgânicos, onde se incluem os corantes azo, tem impacto na saúde humana e no meio ambiente. O trabalho apresentado nesta dissertação teve como objetivo a preparação e a caracterização de catalisadores heterogéneos funcionalizados com metais de transição, utilizando como suportes os zeólitos e a sua aplicação na catálise oxidativa usando a reação de Fenton, perspetivando a mineralização dos corantes azo selecionados, Procion Yellow e Tartrazina. Utilizaram-se duas estruturas zeolíticas, FAU (zeólito Y) e MFI (zeólito ZSM5), para preparar os catalisadores heterogéneos a estudar na degradação de poluentes através da reação de Fenton em fase aquosa, recorrendo ao método de troca iónica. O método escolhido foi bastante eficaz na preparação dos catalisadores heterogéneos monometálicos e bimetálicos, através da via sequêncial, com Fe, Cu e Mn nos zeólitos ZSM5 e Y. Os catalisadores heterogéneos bimetálicos preparados pela via simultânea com Fe, Cu, Mn, Co, Ni e Zn foram obtidos com o zeólito NaY. Os catalisadores heterogéneos foram caracterizados por diferentes técnicas de análise: espectroscopia de emissão atómica com plasma induzido, microscopia eletrónica de varrimento, espectroscopia fotoelectrónica de raios-X, difração de raios-X, espectroscopias de infravermelho (FTIR) e ultravioleta/visível, voltametria cíclica e isotérmicas de adsorção de azoto. As técnicas de caracterização mostraram que os catalisadores heterogéneos foram obtidos com sucesso. A atividade catalítica dos diferentes catalisadores heterogéneos foi estudada na oxidação dos corantes azo presentes em efluentes usando a reação de Fenton, tendo-se verificado que estes catalisadores são eficientes, especialmente os catalisadores preparados com a estrutura FAU. A presença de dois metais no zeólito é essencial a fim de aumentar a atividade catalítica, observando-se um efeito de sinergia entre o Fe e o outro metal, utilizando as condições experimentais estabelecidas neste trabalho. Os estudos de reutilização dos catalisadores mostraram que não ocorreu perda das suas propriedades catalíticas e estruturais. |
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| Autores principais: | Santos, Bebiana de Lemos Domingos Caxito dos |
| Assunto: | Catalisadores heterogéneos Degradação Mineralização Reação de Fenton Zeólitos Degradation Fenton reaction Heterogeneous catalysts Mineralization Zeolites |
| Ano: | 2023 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | A qualidade da água, através de contaminações de poluentes orgânicos, onde se incluem os corantes azo, tem impacto na saúde humana e no meio ambiente. O trabalho apresentado nesta dissertação teve como objetivo a preparação e a caracterização de catalisadores heterogéneos funcionalizados com metais de transição, utilizando como suportes os zeólitos e a sua aplicação na catálise oxidativa usando a reação de Fenton, perspetivando a mineralização dos corantes azo selecionados, Procion Yellow e Tartrazina. Utilizaram-se duas estruturas zeolíticas, FAU (zeólito Y) e MFI (zeólito ZSM5), para preparar os catalisadores heterogéneos a estudar na degradação de poluentes através da reação de Fenton em fase aquosa, recorrendo ao método de troca iónica. O método escolhido foi bastante eficaz na preparação dos catalisadores heterogéneos monometálicos e bimetálicos, através da via sequêncial, com Fe, Cu e Mn nos zeólitos ZSM5 e Y. Os catalisadores heterogéneos bimetálicos preparados pela via simultânea com Fe, Cu, Mn, Co, Ni e Zn foram obtidos com o zeólito NaY. Os catalisadores heterogéneos foram caracterizados por diferentes técnicas de análise: espectroscopia de emissão atómica com plasma induzido, microscopia eletrónica de varrimento, espectroscopia fotoelectrónica de raios-X, difração de raios-X, espectroscopias de infravermelho (FTIR) e ultravioleta/visível, voltametria cíclica e isotérmicas de adsorção de azoto. As técnicas de caracterização mostraram que os catalisadores heterogéneos foram obtidos com sucesso. A atividade catalítica dos diferentes catalisadores heterogéneos foi estudada na oxidação dos corantes azo presentes em efluentes usando a reação de Fenton, tendo-se verificado que estes catalisadores são eficientes, especialmente os catalisadores preparados com a estrutura FAU. A presença de dois metais no zeólito é essencial a fim de aumentar a atividade catalítica, observando-se um efeito de sinergia entre o Fe e o outro metal, utilizando as condições experimentais estabelecidas neste trabalho. Os estudos de reutilização dos catalisadores mostraram que não ocorreu perda das suas propriedades catalíticas e estruturais. |
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