Detalhes bibliográficos
| Ano de defesa: |
2015 |
| Autor(a) principal: |
Medeiros, Emerson Alencar de |
| Orientador(a): |
Sousa, João Fernandes de |
| Banca de defesa: |
Não Informado pela instituição |
| Tipo de documento: |
Dissertação
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| Tipo de acesso: |
Acesso aberto |
| Idioma: |
por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
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| Programa de Pós-Graduação: |
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Brasil
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| Palavras-chave em Português: |
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| Área do conhecimento CNPq: |
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| Link de acesso: |
https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/20934
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Resumo: |
É preocupante o descontrole por parte das indústrias que produzem insumos relacionados aos compostos fenólicos, promovendo a emissão ou descarte desse poluente no meio ambiente, trazendo danos irreversíveis à natureza bem como ao ser humano. Diante disso, é imprescindível a realização de um tratamento desses efluentes antes de serem descartados no meio ambiente, reduzindo a concentração do contaminante à valores determinados pela legislação. Procura-se, portanto, o tratamento desses efluentes utilizando novos materiais catalíticos que viabilizem o processo como um todo. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo o tratamento, caracterização e avaliação de novos catalisadores na reação de degradação fotocatalítica do fenol. Os ensaios foram realizados em um reator fotocatalítico, em condições constantes de temperatura (50 ºC), potência da lâmpada (400 W), volume da fase líquida (3,4 L), concentração do catalisador (1 g L-1), concentração inicial do fenol (500 ppm) e tempo de reação 3 horas. Preliminarmente à reação foi realizado um estudo com a vazão de oxigênio (410, 515, 650 e 750 mL min-1) a fim de identificar o valor ótimo (650 ml min-1) a ser utilizado no processo de degradação do fenol. Os demais parâmetros foram variados: pH do meio reacional (3, 5,5 e 10) e a natureza do catalisador (paligorsquita acidificada calcinada, paligorsquita impregnada com 3,8% de ferro e carvão originado da pirólise do lodo de esgoto doméstico). Os materiais catalíticos foram caracterizados por DRX, FRX, BET e distribuição granulométrica. No processo de degradação fotocatalítica do fenol, os resultados mostraram que o pH tem influência significativa na conversão do fenol, apresentando melhores resultados para o pH igual a 5,5. Os valores da conversão do fenol variaram entre 58% (para a paligorsquita acidificada calcinada) e 52% para o carvão do lodo de esgoto. As amostras líquidas analisadas por cromatografia líquida identificaram e quantificaram os seguintes produtos da degradação: hidroquinona, catecol e o ácido maléico. Por fim, foi proposto um mecanismo do processo reacional, considerando que o fenol é transformado em fase homogênea e os demais reagem na superfície do catalisador. Para este último, foi aplicado o modelo Langmuir-Hinshelwood, cujos balanços de massas conduziram a um sistema de equações diferenciais que foram resolvidas utilizando o método numérico associado a uma minimização da função objetivo para obtenção e otimização dos parâmetros cinéticos e de adsorção. O modelo se ajustou satisfatoriamente aos resultados experimentais. A partir do mecanismo proposto e com as condições operatórias utilizadas no presente trabalho, a etapa mais favorecida, independente do catalisador, foi a do grupo ácidos (originada dos compostos quinônicos), sendo transformado em CO2 e água, cuja constante de velocidade k4 apresentou valor 0,578 mol L-1 min-1 para a paligorsquita acidificada calcinada, 0,472 mol L-1 min-1 para o Fe2O3/paligorsquita e 1,276 mol L-1 min-1 para o carvão do lodo, sendo este último o melhor catalisador para mineralização dos ácidos em CO2 e água. Os quinônicos foram mais fortemente adsorvidos nos sítios dos catalisadores paligorsquita acidificada calcinada e Fe2O3/paligorsquita, cujas constantes de adsorção foram semelhantes (~4,45 L mol-1) e superior ao carvão do lodo (3,77 L mol-1). |
