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Título: Degradação de sulfeto de hidrogênio utilizando tinta fotocatalítica
Título(s) alternativo(s): Degradation of hydrogen sulfide using photocatalytic ink
Autor(es): Custodio, Pamella
Orientador(es): Lied, Eduardo Borges
Palavras-chave: Sulfeto de hidrogênio
Catálise
Lâmpadas de LED
Hydrogen sulphide
Catalysis
LED lamps
Data do documento: 2-Jul-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Medianeira
Referência: CUSTODIO, Pamella. Degradação de sulfeto de hidrogênio utilizando tinta fotocatalítica. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2019.
Resumo: O sulfeto de hidrogênio (H2S) é um gás tóxico, corrosivo, incolor, com odor característico de ovo podre, liberado em diversos processos industriais. Este gás pode ser tratado por métodos não convencionais a partir dos processos oxidativos avançados (POA’s) baseados na geração de radicais hidroxila (OH-), que promovem a degradação de diversos poluentes gasosos. Neste trabalho avaliaram-se os efeitos das características físicas, químicas, texturais e morfológicas das placas de fibrocimento, que foram sintetizadas com massas distintas de tinta fotocatalítica, e investigou-se a influência da fonte de radiação UV e LED na eficiência da degradação de H2S. As placas de fibrocimento de 5 mm x 5 mm, seguiram para analise de caracterização e foram impregnadas com auxilio de uma pipeta, enquanto, as placas de 15 cm x 3,5 cm seguiram para o ensaio experimental e foram impregnadas com um vaporizador. Os resultados mostraram que na medição da atividade fotocatalítica utilizando lâmpada UV e LED as concentrações de H2S reduziram, gradualmente, com o tempo, após o início da irradiação. Com luz UV foi identificado que a eficiência de degradação aumentou até alcançar o percentual de 2,22% de massa da tinta, que foi equivalente a 80% de eficiência na degradação de H2S. O ajuste linear ao modelo de primeira ordem mostrou que a relação matemática reside no intervalo de R2 = 0,90 a 0,94. O maior valor de constante de velocidade de reação sob irradiação UV estimada em 7,8.10-1 min-1 para a amostra de 2,62%. Com relação ao uso da lâmpada LED foi encontrado uma faixa de maior eficiência de degradação entre os percentuais 2,21% e 2,44% que foi equivalente a 30% de eficiência. O ajuste linear ao modelo de primeira ordem mostrou que a relação matemática reside no intervalo de R2 = 0,62 a 0,99. O maior valor de constante de velocidade de reação sob irradiação LED estimada em 5,8.10-2 min-1 para a amostra de 2,44%. A espectroscopia UV-Vis indicou o comprimento de onda máximo de absorbância de 266 nm, portanto o pigmento de TiO2 presente na solução de tinta possui maior absorção na faixa de radiação ultravioleta. A partir da análise BET foram identificadas os diâmetros de poros iguais a 3,7 a 4,2 nm, classificados como materiais mesoporosos, e as isotermas como tipo IV. A quantidade foi suficiente para modificar significativamente as características texturais, como porosidade e área superficial, de tal modo a influenciar a atividade fotocatalítica. A difratometria de Raios-X (DRX) identificou a formação do pico característico da fase TiO2-anatase.
Abstract: The hydrogen sulphide (H2S) is a toxic, corrosive, colorless gas with the characteristic odor of a rotten egg, released in several industrial processes. This gas can be treated by non-conventional methods from the advanced oxidative processes (POAs) based on the generation of hydroxyl radicals (OH-), which promote the degradation of various gaseous pollutants. In this work the effects of the physical, chemical, textural and morphological characteristics of the fiber cement plates were evaluated, which were synthesized with different masses of photocatalytic paint, and investigated the influence of the source of UV and LED radiation on the degradation efficiency of H2S. The 5 mm x 5 mm fiber cement plates were followed for characterization analysis and were impregnated with a pipette, while the 15 cm x 3.5 cm plates followed the experimental test and were impregnated with a vaporizer. The results showed that in the measurement of the photocatalytic activity using UV and LED lamps, the concentrations of H2S gradually decreased over time after the start of irradiation. With UV light it was identified that the degradation efficiency increased until reaching the percentage of 2.22% of mass of the ink, which was equivalent to 80% efficiency in the degradation of H2S.The linear adjustment to the first order model showed that there is no interval of R2 = 0.90 to 0.94. The upper value of the rate of exposure under UV irradiation is 7.8.10-1 min -1 for a 2.62% sample. Regarding the use of the lamp, the LED was a level of degradation efficiency between the 2.21% and 2.44% that was equivalent to 30% efficiency. The linear fit to the first order model showed that there is no interval of R2 = 0.62 to 0.99. The highest value of reaction rate under LED irradiance at 5.8.10-2 min-1 for a 2.44% sample. UV-Vis spectroscopy indicated the maximum wavelength of absorbance of 266 nm, therefore the TiO2 pigment presented a solution of higher voltage in the ultraviolet radiation range. From the BET analysis they were separated by pore diameters equal to 3.7 to 4.2 nm, classified as mesoporous materials, and as isotherms as type IV. The date was sufficient to significantly modify the textual characteristics, such as porosity and surface, in order to influence a photocatalytic activity. X-ray diffraction (XRD) identified a characteristic peak formation of the TiO2-anatase phase.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16210
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