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Título: Aplicação de catalisadores na fotodegradação do herbicida Paraquat (1,1'-dimetil-4,4'-bipiridina-dicloreto)
Título(s) alternativo(s): Catalysts applied in photodegradation of the herbicide Paraquat (1,1'-dimetil-4,4'-bipiridina-dicloreto)
Autor(es): Freitas, Paula Cristiana de
Orientador(es): Lenzi, Giane Gonçalves
Palavras-chave: Dióxido de titânio
Herbicidas
Catalisadores
Titanium dioxide
Herbicides
Catalysts
Data do documento: 6-Jun-2016
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Referência: FREITAS, Paula Cristiana de. Aplicação de catalisadores na fotodegradação do herbicida Paraquat (1,1'-dimetil-4,4'-bipiridina-dicloreto). 2016. 53 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal Paraná. Ponta Grossa, 2016.
Resumo: Nos últimos anos, houve um crescimento da utilização de pesticidas e herbicidas com o intuito de diminuir o tempo necessário para a colheita e aumentar o rendimento de plantações. Um dos herbicidas mais utilizados é o Paraquat (1,1'-dimetil-4,4'-bipiridinadicloreto). Um grande número de substâncias químicas não podem ser degradadas pelos processos convencionais de tratamento de água e efluentes. Devido a isso, tem aumentado a necessidade do desenvolvimento de novas tecnologias capazes de degradar essas substâncias, garantindo um baixo nível de contaminantes e a eliminação de compostos tóxicos. Nesse contexto, destacam-se os Processos Oxidativos Avançados e, entre esses, a fotocatálise heterogênea, devido ao seu potencial para aplicação na degradação de poluentes pela utilização de um semicondutor, geralmente o dióxido de titânio, ativado através de radiação UV. O objetivo deste trabalho foi utilizar catalisadores de TiO2, modificados superficialmente através da adição de ferro, em fotocatálise a fim de promover a degradação do Paraquat.Foi elaborado um planejamento fatorial composto com pontos centrais para determinar a influência da quantidade de metal dopante e da temperatura de calcinação dos catalisadores obtidos. Os catalisadores foram caracterizados através da determinação da área superficial específica, volume específico, diâmetro médio de poros e isotermas de adsorção através do método BET, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia fotoacústica. Os testes catalíticos foram realizados com o catalisador em suspensão em um reator encamisado para o controle da temperatura de reação e utilizando uma lâmpada de vapor de mercúrio de 250 W. Foram retiradas alíquotas em tempos determinados para a determinação da cinética de reação, e estas foram analisadas em espectrômetro de absorção molecular no comprimento de onda de 263 nm. Os catalisadores estudados apresentaram resultados satisfatórios na remoção do herbicida, apresentando remoção de até 90 % do poluente. Os dados estatísticos foram tratados no software Minitab 17 e foram construídos os gráficos de superfície de resposta e de contorno. O catalisador que apresentou o melhor percentual de remoção de ferro foi aquele que apresentava somente o dióxido de titânio calcinado a 500 ºC, com uma remoção de 90,2 %. No entanto, através do planejamento fatorial é possível otimizar os parâmetros experimentais de forma a se obter os melhores parâmetros de reação, utilizando uma quantidade menor de energia para o desenvolvimento da mesma.
Abstract: In recent years, there has been a growth in the use of herbicides and pesticides with the aim of decrease the time required for harvest and increase the yield of crops. One of the most widely used herbicide is Paraquat (1,1'-dimethyl-4,4'-bipyridine dichloride). A large number of chemicals can not be degraded by conventional methods of water treatment and wastewater. Because of this, it has increased the need for developing new technologies able to degrade these substances, ensuring a low level of contamination and the elimination of toxic compounds. In this context, it highlights the advanced oxidation processes, and among these, heterogeneous photocatalysis because of its potential for application in the degradation of pollutants by use of a semiconductor, usually titanium dioxide, activated by UV radiation. The objective of this study was to use TiO2 catalysts, modified slightly by adding iron in photocatalysis to promote the degradation of Paraquat. a factorial design with central points made to determine the influence of the amount of dopant metal and the calcination temperature of the obtained catalysts was prepared. The catalysts were characterized by determining the specific surface area, specific volume, mean pore diameter and adsorption isotherms by the BET method, scanning electron microscopy (SEM) and photoacoustic spectroscopy. The catalytic tests were conducted with the catalyst in suspension in a jacketed reactor to control reaction temperature and using a 250W mercury halide lamp. Aliquots were withdrawn at certain times to determine the reaction kinetics, and these were analyzed for molecular absorption spectrometry at a wavelength of 263 nm. The catalysts studied showed satisfactory results in the removal of the herbicide, with 90% removal of the pollutant. Statistical data were processed in software Minitab 17. The catalyst that presented the best iron removal percentage was only one who had the calcined titanium dioxide at 500 ° C with removal of 90.2%. However, by factorial design it is possible to optimize experimental parameters in order to obtain the best reaction parameters using a smaller amount of energy for its development.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/7453
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