Otimização da descoloração fotocalítica do azocorante direct orange 34 em suspensão aquosa de TiO2

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dc.contributor.advisorTakashima, Keiko [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorNiehues, Eduardopt_BR
dc.contributor.bancaHioka, Noborupt_BR
dc.contributor.bancaSantana, Henriquept_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T13:10:06Z
dc.date.available2024-05-01T13:10:06Z
dc.date.created2007.00pt_BR
dc.date.defesa11.10.2007pt_BR
dc.description.abstractResumo: A degradação/descoloração de azocorantes tem recebido atenção considerável nos últimos anos devido aos vários problemas ambientais gerados pelo descarte deste material em efluentes industriais Além disso, estes efluentes podem ser potencialmente tóxicos e carcinogênicos como conseqüência da existência de grupos aromáticos e heteroátomos em suas moléculas Por isso ao serem descartados em rios representam ameaça a todas formas de vida, inclusive humana A degradação fotocatalítica de compostos orgânicos, utilizando TiO2 como catalisador, tem sido muito utilizada nas últimas décadas Este processo é capaz de degradar, entre outros poluentes, os corantes sintéticos, um dos vários contaminantes orgânicos presentes em águas naturais Neste trabalho investigou-se a fotodescoloração do azo corante Direct Orange 34 (DO34) em suspensão aquosa de TiO2 sob radiação artificial Para otimizar as condições experimentais realizou-se o planejamento fatorial 25, utilizando-se como resposta a porcentagem de descoloração após 24 min de irradiação Os cinco fatores considerados foram as concentrações de DO34 e TiO2, a velocidade de agitação, a saturação de ar e o tempo de adsorção com o reator fechado a 3ºC Dentre as 32 irradiações realizadas, a melhor condição ou a maior porcentagem de descoloração equivalente a 75%, foi obtida utilizando-se as concentrações de 2,x1-4 mol L-1 de DO34 e 1, g L-1 de TiO2, velocidade de agitação de 6 rpm, sem saturação de ar e tempo de adsorção de 15 min para uma irradiância artificial de ,75 mW cm-2 A descoloração de 94,78% nestas condições, ocorreu em 78 min, resultando em uma constante de velocidade, kobs, de ,54x1-2 min-1 Aumentando-se a irradiância para 1,5 mW cm-2, 99,13% do azo corante descoloriu em 18 min e a kobs foi de 2,2x1-2 min-1, enquanto que para a irradiância solar de 4,8 mW cm-2 a descoloração de DO34 foi de 98,9% obtendo-se uma kobs de 2,7 x1-2 min-1 A adição de oxidantes como peróxido de hidrogênio, H2O2 e periodato de sódio NaIO4 de ,1 a 5, g L-1 na suspensão aquosa de TiO2 e DO34, aumentou a velocidade de descoloração A adição de ,5 g L-1 de H2O2 descoloriu 89,45% em 4 h, enquanto a adição de 1, g L-1 de NaIO4 descoloriu 98,48% em 45 min A descoloração de DO34 também foi estudada na presença do fungo Botryosphaeria rhodina, obtendo-se 7,58% após cinco dias de cultivo A qualidade de água, obtida após otimização do tratamento fotocatalítico, em termos de demanda química de oxigênio (DQO), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), oxigênio dissolvido (OD), cor, turbidez e pH, indicaram que apenas o pH necessita de ajuste, segundo a Resolução CONAMA nº 357 de 17 de março de 25pt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: Dye degradation/decolorization has drawn considerable attention in the last years due to the several environmentally problems generated by dye-contamined industrial waste streams Furthermore, these solutions can be potentially toxic and carcinogenic as consequence of the existence of aromatic groups and heteroatoms in their chemical structures On mixing with water bodies, they threat all forms of life, including human The photocatalytic degradation through the titanium dioxide has been one of the potential alternatives to decolorize and to reduce recalcitrant wastewater loads from textile dyeing and finishing effluents This process is characterized by the generation and subsequent reaction of radicals, mainly hydroxyl radical In this work the decolorization of a mono azo dye, direct orange 34 (DO34), in TiO2 aqueous suspension under artificial radiation was investigated The optimized experimental conditions were carried out using a 25 full factorial design to evaluate the concentrations of DO34 and TiO2, the stirring speed, the air saturation, and the adsorption time with closed reactor at 3ºC The decolorization percentage after 4 h irradiation was used as analytical response Among 32 (25) assays, the largest decolorization percentage of 75% was obtained, when 2x1-4 mol L-1 DO34, 1 g L-1 TiO2, with a stirring speed of 6 rpm without air saturation and an adsorption time of 15 min for an irradiance of 75 mW cm-2 were used In these conditions the azo dye expended 78 min to decolorize 9478%, resulting in a rate constant of 54x1-3 min-1 When the irradiance was enhanced to 15 mW cm-2, the azo dye decolorized 9913% in 18 min, giving a rate constant of 22x1-2 min-1 Under solar irradiation (48 mW cm-2) the azo dye decolorization reached 989% in 12 min, or a rate constant of 27x1-2 min-1 The oxidants addition, such as hydrogen peroxide and periodate ion from 1 to 5 g L-1 concentration range, enhanced the rate constant The largest decolorization percentage (8945%) took place in 4 h, when 5 g L-1 H2O2 was added, whereas with the addition of 1 g L-1 periodate, the azo dye was decolorized 9845% in 45 min This azo dye was decolorized 758% in the presence of Botryosphaeria rhodina fungus after five days cultivation The water quality, obtained after optimization of the photocatalytic treatment, in terms of chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD), dissolved oxygen (DO), colour, turbidity, and pH indicated that only the pH needs an adjustment, according to nº 357 CONAMA Resolution of March 17, 25pt_BR
dc.description.notesDissertação (Mestrado em Química dos Recursos Naturais) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química dos Recursos Naturaispt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/11114
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeMestradopt_BR
dc.relation.coursenameQuímica dos Recursos Naturaispt_BR
dc.relation.departamentCentro de Ciências Exataspt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Química dos Recursos Naturaispt_BR
dc.subjectFísico-químicapt_BR
dc.subjectAzocorantespt_BR
dc.subjectDegradaçãopt_BR
dc.subjectBotryosphaeria rhodinapt_BR
dc.subjectPhysical chemistrypt_BR
dc.titleOtimização da descoloração fotocalítica do azocorante direct orange 34 em suspensão aquosa de TiO2pt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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