Síntese e otimização de compositos de ferro e bismuto para a fotodegradação de poluentes orgânicos

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dc.contributor.advisor-co1Proveti, José Rafael Cápua
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-8809-9791
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2820404320026694
dc.contributor.advisor1Muniz, Eduardo Perini
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-0500-4786
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8285018770645807
dc.contributor.authorCosta, Kaio Reis
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0009-0000-0866-1442
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5804147672203766
dc.contributor.referee1Andrade, George Ricardo Santana
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-1772-9477
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1419428893704446
dc.contributor.referee2Ferreira, Nilson dos Santos
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-8421-2558
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1199350032937783
dc.date.accessioned2025-04-15T22:40:30Z
dc.date.available2025-04-15T22:40:30Z
dc.date.issued2025-02-25
dc.description.abstractThe increasing contamination of water bodies by detergents, with linear sodium alkylbenzene sulfonate (LAS) as the main component, constitutes a major environmental challenge. This research analyzed the synthesis and optimization of iron and bismuth oxides for application in heterogeneous photocatalysis, aiming at the degradation of the detergent, having as a parameter to determine whether the destruction of the detergent molecules occurred the decrease in their absorbance and fluorescence. The composites were synthesized via the sol-gel route using iron nitrate, bismuth nitrate and pectin present in orange peel. The synthesis variables were the calcination temperature (500; 550; 600; 700; 800 °C) and the Bi/Fe molar ratio (0; 0.25; 0.5; 0.75; 1.0; 1.25). X-ray diffraction revealed the formation of a multiphase system with BiFeO₃, Bi₂Fe₄O₉, α-Fe₂O₃ and γ-Fe₂O₃. Presenting up to 88% BiFeO₃ in the bismuth-rich sample and 98% α-Fe₂O₃ in the iron-rich sample. Scanning electron microscopy (SEM) demonstrated the formation of a “flower-like” morphology for samples calcined between 500 and 600 °C. The degradation efficiency via photocatalysis was quantified in a solution of 100 mg/l of liquid detergent, using LEDs from a discarded television and 15 mg of iron-bismuth composite as radiation source. Among all the samples, the one produced with 0.5 mol of iron for 1 mol of bismuth and calcined at 500°C was the one that decreased absorbance the most, by more than 40%, with a reduction of more than 10% in fluorescence
dc.description.resumoA contaminação crescente de corpos d'água por detergentes, tendo como principal componente o linear alquibenzeno sulfonato de sódio (LAS), constitui um grande desafio ambiental. Esta pesquisa analisou a síntese e a otimização de óxidos de ferro e bismuto para aplicação em fotocatálise heterogênea, objetivando a degradação do detergente, tendo como parâmetro para determinar se houve a destruição das moléculas de detergente a diminuição da sua absorbância e da fluorescência. Os compósitos resultaram de síntese via rota sol-gel, utilizando nitrato de ferro, nitrato de bismuto e a pectina presente na casca da laranja. As variáveis de síntese foram a temperatura de calcinação (500; 550; 600; 700; 800 °C) e a razão molar Bi/Fe (0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25). Através da difratometria de raios X, constatou-se a formação de um sistema multifásico com as fases BiFeO₃, Bi₂Fe₄O₉, α-Fe₂O₃ e γ-Fe₂O₃. Apresentando até 88% BiFeO₃ em amostra rica em bismuto e 98% α-Fe₂O₃ em amostra rica em ferro. Por meio da técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV), evidenciou-se a formação da morfologia “flower-like” para as amostras calcinadas entre 500 e 600 °C. A eficiência na degradação via fotocatálise foi quantificada em uma solução de 100 mg/l de detergente líquido, usando como fonte de radiação LEDs de uma televisão de descarte e 15 mg de compósito de ferro com bismuto. Dentre todas as amostras, a produzida com 0,5 mol de ferro para 1 mol de bismuto e calcinada a 500°C foi a que mais diminuiu a absorbância, em mais de 40%, com redução de mais de 10 % na fluorescência
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/19176
dc.languagepor
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Energia
dc.publisher.departmentCentro Universitário Norte do Espírito Santo
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Energia
dc.rightsopen access
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
dc.subjectFotocatálise heterogênea
dc.subjectÓxidos de Ferro e Bismuto
dc.subjectFerrita de Bismuto
dc.subjectDegradação de detergentes
dc.subjectLAS
dc.subjectSíntese Sol-Gel
dc.subjectHeterogeneous Photocatalysis
dc.subjectBismuth Iron Oxides
dc.subjectBismuth Ferrite
dc.subjectDetergent Degradation
dc.subjectSol-Gel Synthesi
dc.subject.cnpqEngenharia/Tecnologia/Gestão
dc.titleSíntese e otimização de compositos de ferro e bismuto para a fotodegradação de poluentes orgânicos
dc.typemasterThesis
foaf.mboxkaio.costa@edu.ufes.br
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