Oxidação de arsênio via processo de fotocatálise heterogênea

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Seára, Eriton Cácio Rufino
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16531
Resumo: Contamination of water by inorganic arsenic and its compounds is a serious environmental problem in different regions of Brazil and the world. The main sources of contamination can come from both natural forms, from the geological formation of rocks, and anthropic form, from activities such as mining. Several regions in Brazil and in the world have surface water or groundwater with a total arsenic concentration higher than permitted by international law. Human poisoning by arsenic can lead to death or lead to numerous chronic or acute diseases. Ordinance 518/2004 - Ministry of Health) and (Resolution 357/2005 - CONAMA) establishes a maximum concentration of 10 μg L-1 for drinking water. Thus, this work aims to study the oxidation process via heterogeneous photocatalysis and subsequent removal via addition of precipitant. The photocatalysis experiments showed little or no influence of the pH in the total oxidative efficiency, in parallel, the removal by adsorption of As (III) in the catalyst shown to be ineffective for low catalyst masses, which is in agreement with data found in the literature. The results in this work also showed that the photolysis obtained very good oxidative efficiency, reaching 88.5% oxidation, in contrast to photocatalysis efficiencies of 93.2%, 93.5%, 95.0%, and 98.5% for the respective concentrations of 0.1, 0.5, 1.0 and 2.0 g L-1 of TiO2. The different forms of TiO2 were also tested and showed very close final oxidation efficiency, with a difference of 6.7% of rutile TiO2, calcined at 350C, front to commercial version, without calcination, as received. In the tests of recycle of the catalyst mass, it is possible to observe and influence of the generation and saturation of As(V) in the suspension, which in addition is acidified and has oxidative loss from 93% to 50% in four reuses of the same catalyst mass. Similarly, the photolysis cycles showed a loss of 89.2% to 29.5% of oxidative efficiency, as well as acidification of the system due to saturation of As(V) species in the medium. Finally, the experiments of removal of arsenic previously oxidized by precipitation with FeCl3 were very effective, providing a total residual arsenic concentration below the legislation, with the addition of less than 4 mg L-1 of precipitating agent. These results provide a better understanding of arsenic photo oxidative process, applied in water decontamination.
id UTFPR-12_8e7ab3d182dfacfdd449394e744316d3
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/16531
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Oxidação de arsênio via processo de fotocatálise heterogêneaArsenic oxidation via heterogeneous photocatalysis processArsênio - OxidaçãoCatálise heterogêneaFotoquímicaArsenic - OxidationHeterogeneous catalysesPhotochemistryCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAContamination of water by inorganic arsenic and its compounds is a serious environmental problem in different regions of Brazil and the world. The main sources of contamination can come from both natural forms, from the geological formation of rocks, and anthropic form, from activities such as mining. Several regions in Brazil and in the world have surface water or groundwater with a total arsenic concentration higher than permitted by international law. Human poisoning by arsenic can lead to death or lead to numerous chronic or acute diseases. Ordinance 518/2004 - Ministry of Health) and (Resolution 357/2005 - CONAMA) establishes a maximum concentration of 10 μg L-1 for drinking water. Thus, this work aims to study the oxidation process via heterogeneous photocatalysis and subsequent removal via addition of precipitant. The photocatalysis experiments showed little or no influence of the pH in the total oxidative efficiency, in parallel, the removal by adsorption of As (III) in the catalyst shown to be ineffective for low catalyst masses, which is in agreement with data found in the literature. The results in this work also showed that the photolysis obtained very good oxidative efficiency, reaching 88.5% oxidation, in contrast to photocatalysis efficiencies of 93.2%, 93.5%, 95.0%, and 98.5% for the respective concentrations of 0.1, 0.5, 1.0 and 2.0 g L-1 of TiO2. The different forms of TiO2 were also tested and showed very close final oxidation efficiency, with a difference of 6.7% of rutile TiO2, calcined at 350C, front to commercial version, without calcination, as received. In the tests of recycle of the catalyst mass, it is possible to observe and influence of the generation and saturation of As(V) in the suspension, which in addition is acidified and has oxidative loss from 93% to 50% in four reuses of the same catalyst mass. Similarly, the photolysis cycles showed a loss of 89.2% to 29.5% of oxidative efficiency, as well as acidification of the system due to saturation of As(V) species in the medium. Finally, the experiments of removal of arsenic previously oxidized by precipitation with FeCl3 were very effective, providing a total residual arsenic concentration below the legislation, with the addition of less than 4 mg L-1 of precipitating agent. These results provide a better understanding of arsenic photo oxidative process, applied in water decontamination.A contaminação de águas por arsênio inorgânico e seus compostos constitui um problema ambiental grave em diferentes regiões do Brasil e do mundo. As principais fontes de contaminação podem provir tanto de maneira natural a partir da formação geológica das rochas, ou de maneira antrópica, a partir de atividades como mineração. Há diversas regiões no Brasil e no mundo que possuem água superficial ou subterrânea com concentração de arsênio total acima do permitido pela legislação internacional. A intoxicação humana por arsênio pode levar a morte ou conduzir a inúmeras doenças crônicas ou agudas. A Portaria 518/2004 - Ministério da Saúde) e (Resolução 357/2005 - CONAMA) estabelece uma concentração máxima de 10 μg L-1 para água potável. Nesse sentido, este trabalho trata experimentalmente o processo de oxidação via fotocatálise heterogênea utilizando o catalisador TiO2 em suspensão e posterior remoção por precipitação com FeCl3. Os experimentos de fotocatálise demostraram pouca ou nenhuma influência do pH frente a eficiência oxidativa total, em paralelo, a remoção por adsorção de As(III) no catalisador se mostrou pouco efetiva para baixas massas de catalisador, o que vai de acordo com o já encontrado na literatura. Os resultados mostraram também que a fotólise obteve eficiência oxidativa muito considerável, alcançando 88,5% de oxidação, em contraste as eficiências de fotocatálise de 93,2%, 93,5%, 95,0%, 98,5% para as respectivas concentrações de 0,1, 0,5, 1,0 e 2,0 g L-1 de TiO2. As diferentes formas do TiO2 também foram testadas e apresentaram eficiência de oxidação final muito próximas, com diferença de 6,7% do TiO2 rutile, calcinado a 350C, para comercial, sem calcinação, da maneira como foi recebida. Nos testes de reciclo da massa de catalisador, pode-se perceber e influência da geração e saturação de As(V) n suspensão, que além de ser acidificada teve perda oxidativa de 93% para 50% em quatro reutilizações da mesma massa de catalisador. De maneira análoga, os ciclos de fotólise apresentaram uma perda de 89,2% para 29,5% de eficiência oxidativa, além também, da acidificação do sistema devido as espécies de As(V) em saturação no meio. Por fim, os experimentos de remoção do arsênio previamente oxidado por precipitação com FeCl3 se caracterizaram bastante efetivos, fornecendo uma concentração de arsênio residual total abaixo da legislação, com a adição de menos de 4 mg L-1 de agente precipitante. Esses resultados fornecem um melhor entendimento do processo fotooxidativo do arsênio para aplicações na descontaminação de águas contaminadas.Universidade Tecnológica Federal do ParanáPonta GrossaBrasilDepartamento Acadêmico de Engenharia QuímicaEngenharia QuímicaUTFPRLenzi, Giane GonçalvesChaves, Eduardo SidneiRichter, Wagner EduardoLenzi, Giane GonçalvesSeára, Eriton Cácio Rufino2020-11-19T20:22:46Z2020-11-19T20:22:46Z2016-11-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfSEÁRA, Eriton Cácio Rufino. Oxidação de arsênio via processo de fotocatálise heterogênea. 2016. 43 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2016.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16531porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2020-11-19T20:22:46Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/16531Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2020-11-19T20:22:46Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Oxidação de arsênio via processo de fotocatálise heterogênea
Arsenic oxidation via heterogeneous photocatalysis process
title Oxidação de arsênio via processo de fotocatálise heterogênea
spellingShingle Oxidação de arsênio via processo de fotocatálise heterogênea
Seára, Eriton Cácio Rufino
Arsênio - Oxidação
Catálise heterogênea
Fotoquímica
Arsenic - Oxidation
Heterogeneous catalyses
Photochemistry
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
title_short Oxidação de arsênio via processo de fotocatálise heterogênea
title_full Oxidação de arsênio via processo de fotocatálise heterogênea
title_fullStr Oxidação de arsênio via processo de fotocatálise heterogênea
title_full_unstemmed Oxidação de arsênio via processo de fotocatálise heterogênea
title_sort Oxidação de arsênio via processo de fotocatálise heterogênea
author Seára, Eriton Cácio Rufino
author_facet Seára, Eriton Cácio Rufino
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Lenzi, Giane Gonçalves
Chaves, Eduardo Sidnei
Richter, Wagner Eduardo
Lenzi, Giane Gonçalves
dc.contributor.author.fl_str_mv Seára, Eriton Cácio Rufino
dc.subject.por.fl_str_mv Arsênio - Oxidação
Catálise heterogênea
Fotoquímica
Arsenic - Oxidation
Heterogeneous catalyses
Photochemistry
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
topic Arsênio - Oxidação
Catálise heterogênea
Fotoquímica
Arsenic - Oxidation
Heterogeneous catalyses
Photochemistry
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
description Contamination of water by inorganic arsenic and its compounds is a serious environmental problem in different regions of Brazil and the world. The main sources of contamination can come from both natural forms, from the geological formation of rocks, and anthropic form, from activities such as mining. Several regions in Brazil and in the world have surface water or groundwater with a total arsenic concentration higher than permitted by international law. Human poisoning by arsenic can lead to death or lead to numerous chronic or acute diseases. Ordinance 518/2004 - Ministry of Health) and (Resolution 357/2005 - CONAMA) establishes a maximum concentration of 10 μg L-1 for drinking water. Thus, this work aims to study the oxidation process via heterogeneous photocatalysis and subsequent removal via addition of precipitant. The photocatalysis experiments showed little or no influence of the pH in the total oxidative efficiency, in parallel, the removal by adsorption of As (III) in the catalyst shown to be ineffective for low catalyst masses, which is in agreement with data found in the literature. The results in this work also showed that the photolysis obtained very good oxidative efficiency, reaching 88.5% oxidation, in contrast to photocatalysis efficiencies of 93.2%, 93.5%, 95.0%, and 98.5% for the respective concentrations of 0.1, 0.5, 1.0 and 2.0 g L-1 of TiO2. The different forms of TiO2 were also tested and showed very close final oxidation efficiency, with a difference of 6.7% of rutile TiO2, calcined at 350C, front to commercial version, without calcination, as received. In the tests of recycle of the catalyst mass, it is possible to observe and influence of the generation and saturation of As(V) in the suspension, which in addition is acidified and has oxidative loss from 93% to 50% in four reuses of the same catalyst mass. Similarly, the photolysis cycles showed a loss of 89.2% to 29.5% of oxidative efficiency, as well as acidification of the system due to saturation of As(V) species in the medium. Finally, the experiments of removal of arsenic previously oxidized by precipitation with FeCl3 were very effective, providing a total residual arsenic concentration below the legislation, with the addition of less than 4 mg L-1 of precipitating agent. These results provide a better understanding of arsenic photo oxidative process, applied in water decontamination.
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016-11-08
2020-11-19T20:22:46Z
2020-11-19T20:22:46Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SEÁRA, Eriton Cácio Rufino. Oxidação de arsênio via processo de fotocatálise heterogênea. 2016. 43 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2016.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16531
identifier_str_mv SEÁRA, Eriton Cácio Rufino. Oxidação de arsênio via processo de fotocatálise heterogênea. 2016. 43 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2016.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16531
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Ponta Grossa
Brasil
Departamento Acadêmico de Engenharia Química
Engenharia Química
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Ponta Grossa
Brasil
Departamento Acadêmico de Engenharia Química
Engenharia Química
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498069016084480