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Tipo do documento: Dissertação
Título: Obtenção de Nb2O5 nanoestruturado para adsorção de poluentes em meio aquoso
Título(s) alternativo(s): Obtaining nanostructured Nb2O5 for adsorption of pollutants in aqueous media
Autor: SANTOS, Allef Leite 
Primeiro orientador: GIRALDI, Tânia Regina
Primeiro coorientador: MENDONÇA, Vagner Romito de
Primeiro membro da banca: SILVA, Gelson Tiago dos Santos Tavares da
Segundo membro da banca: DIAS, Jeferson Almeida
Resumo: O foco deste trabalho foi sintetizar Nb2O5 pelo método de oxidação por peróxido, e aplicar na adsorção dos poluentes acima citados, em meio aquoso. As variáveis de síntese foram temperatura (100 °C e 150 °C) e tempo (4, 12 e 24 horas). Os materiais foram caracterizados por difratometria de raios X (DRX), Raman, análise térmica, espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), potencial zeta e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As amostras apresentaram elevada área superficial, que variou entre 126 e 206 m²/g, e estrutura cristalina ortorrômbica. Por FTIR, verificou-se nas amostras a 100 °C o aumento do tempo de síntese causou redução na quantidade de água adsorvida, e que nas amostras sintetizadas a 150ºC, o aumento do tempo de síntese promoveu a hidroxilação superficial. Os valores de potencial zeta foram abaixo de -27 mV, o que indica que as nanopartículas apresentam elevada estabilidade em suspensão aquosa. Análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelaram que não houve variação significativa da morfologia das partículas. Nos estudos de adsorção, todas as amostras apresentaram elevada porcentagem de adsorção para o íon Mn2+, sendo que variou entre 41,3% a 78,9%. Para o AM, selecionou-se a amostra sintetizada a 150 °C por 24 horas, os ensaios de adsorção foram promissores, mostrando que o tempo de equilíbrio foi de 90 min e a velocidade de adsorção seguiu a cinética de segunda-ordem, sugerindo a difusão química como o processo dominante. O modelo de isoterma que melhor se ajustou foi o de Freundlich. Assim, o material apresenta elevada capacidade de adsorção por ser nanométrico, com elevada área superficial, estabilidade em solução e, principalmente, devido aos grupos hidroxilados na sua superfície.
Abstract: The focus of this work is to synthesise Nb2O5 nanoparticles by peroxide oxidation method, and to apply these particles in the adsorption of the pollutants above mentioned, in aqueous media. The synthesis variables were temperature (100 °C and 150 °C) and time (4, 12 and 24 hours). These nanoparticles were characterized by XRD, Raman, thermal analysis, FTIR, zeta potential and scanning electron microscopy (SEM). The samples presented high surface area, which varied between 126 and 206 m²/g, and orthorhombic crystal structure. By FTIR, it was verified that increase in the synthesis time of the samples obtained at 100 ºC caused a reduction in the amount of adsorbed water, and that in the samples synthesized at 150 °C, the increase in the synthesis time promoted surface hydroxylation. The zeta potential values were below -27 mV, indicating that the nanoparticles are stable in aqueous suspension. Scanning electron microscopy (SEM) analysis revealed that there was no significant variation in nanoparticles morphology. In the adsorption studies, all samples showed a high percentage of adsorption for the Mn2+ ion, ranging from 41.3% to 78.9%. For MB, a sample obtained at 150 °C for 24 was selected, the adsorption assays were promising, showing that the equilibrium time was 90 min and the adsorption rate followed second-order kinetics, suggesting chemical diffusion as the dominant process. The best-fitting isotherm model was Freundlich's. Thus, the material has a high adsorption capacity because it is nanometric, with high surface area, stability in solution and, mainly, due to the hydroxylated groups on its surface.
Palavras-chave: Óxido de nióbio.
Adsorção.
Síntese.
Manganês.
Azul de metileno.
Área(s) do CNPq: MATERIAIS NAO METALICOS::CERAMICOS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Instituto de Ciência e Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Citação: SANTOS, Allef Leite. Obtenção de Nb2O5 nanoestruturado para adsorção de poluentes em meio aquoso. 2022. 90 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de Alfenas, Poços de Caldas, MG, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2065
Data de defesa: 17-Fev-2022
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