Estudo de propriedades fotocatalíticas de nanopartículas de ZnO com diferentes dopantes / Study of photocatalytical properties of nanoparticles of ZnO with different dopants

Authors

  • Flávio José de Abreu Moura Brazilian Journals Publicações de Periódicos, São José dos Pinhais, Paraná
  • Maria José da Sílva Lima
  • Douglas Salgado da Silva
  • Thiago Matheus de Lima Dias
  • Wilson Antonio da Silva
  • Marcela Gomes de Miranda Brito Monteiro Vera Cruz Feijó de Melo
  • Juliana Mendes Correia
  • Etelino José Monteiro Vera Cruz Feijó de Melo

DOI:

https://doi.org/10.34117/bjdv7n3-054

Keywords:

Nanotecnologia, Degradação Fotocatalítica, Azul de Metileno.

Abstract

Diversos estudos com nanopartículas de óxidos metálicos têm sido realizados para o desenvolvimento de formas mais eficientes de tratamento de efluentes têxteis com o intuito de diminuir ou, até mesmo, eliminar sua toxicidade. A presença desses corantes contribui para o processo de eutrofização de rios ameaçando a vida aquática ali presente. Assim sendo, o presente trabalho, teve como objetivo investigar as propriedades fotocatalíticas de nanopartículas de óxido de zinco puro e dopado na degradação do corante azul de metileno. A pesquisa caracteriza-se como uma pesquisa experimental com uma abordagem qualitativa, na qual as sínteses das nanopartículas e testes de degradações foram realizadas no laboratório de química inorgânica e analítica e no Laboratório de Química do Instituto Federal de Pernambuco, campus Vitória de Santo Antão, permitindo o controle do ambiente e das variáveis. Para isso, apresentamos a síntese pelo método de coprecipitação de nanopartículas de oxido de zinco e oxido de zinco dopada com concentrações de 1% de Ag+, Cu2+, Fe2+ e Fe3+. A partir das nanopartículas obtidas foi realizado ensaios de degradação fotocatalítica do corante Azul de Metileno (AM) sob o efeito de irradiação UV. Diante da utilização de dopantes, foi possível verificar uma melhora no processo de fotocatálise do ZnO a partir da incorporação do dopante de Ag+ no período de 120 minutos. O tratamento dos dados foi feito a partir dos softwares Microsoft Excel v.2019 e Origin v.8.0. Também foi realizada a estimativa do tamanho de partícula das NPs de ZnO a partir dos valores de ?máx de absorção e encontrou-se aproximadamente 7,60nm. Estes resultados são promissores em processos de biorremediação, quanto a descontaminação de efluentes. Dessa maneira, o presente trabalho contribuiu para popularização do conhecimento científico e espera-se que sirva de base para outras pesquisas sobre o tema.

 

 

References

ALMEIDA, C. A. P. Caracterização do lutito barro branco e avaliação de sua capacidade como adsorvente de corantes usando o azul de metileno como modelo. 2005. 179 f. Tese (Doutorado em Química) Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Santa Catarina, 2005.

ALVES, Oswaldo Luiz. Nanotecnologia, nanociência e nanomateriais: quando a distância entre presente e futuro não é apenas questão de tempo. Parcerias estratégicas, v. 9, n. 18, p. 23-40, 2010.

AMARAL, M. V., DA SILVA, A. L., DE BRITO, D. J. M., BRANCO, D. K. S., & DE OLIVEIRA FERREIRA, M. (2012). A QUESTÃO AMBIENTAL NO PÓLO DE CONFECÇÕES DE CARUARU: UM PRIMEIRO ENSAIO À LUZ DOS INSTRUMENTOS ECONÔMICOS DE PROTEÇÃO AMBIENTAL. Estudos do CEPE, (35), 108-132.

BERGAMIM, L. F. de O.; ANDRADE, Maria Glória Caño de. Ensino da micro e nanoeletrônica na profissionalização do técnico de nível médio. In: Congresso de extensão universitária da UNESP. Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2015. p. 1-5.

BÜRGER, Talita Ströher. Desenvolvimento de filmes de ZnO para aplicação em fotocatálise. 2011. 93f. Dissertação (Mestrado em Química), Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2011.

COGO, C. M. Estudo de caracterização e disposição dos resíduos de uma indústria têxtil do estado do Rio Grande do Sul. Porto Alegre: UFGRS. 2011. 48 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química), Universidade do Rio Grande do Sul, UFRGS, Porto Alegre, 2011.

Creswell, J. W. Projeto de Pesquisa: Método qualitativo, quantitativo e misto. Porto Alegre: Artmed. 2007.

DALPONTE, Ithiara. Degradação fotocatalítica de tartrazina com tio2 imobilizado em esferas de alginato. 2015. 94 f. Dissertação (Programa de Mestrado Profissional em Meio Ambiente Urbano e Insutrial) - Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2015.

DE ARAUJO, W. C., & FONTANA, M. E. PROPOSTA DO USO DA METODOLOGIA SOFT PARA A ESTRUTURAÇÃO DO PROBLEMA DA DESTINAÇÃO DOS EFLUENTES DO POLO TÊXTIL PERNAMBUCANO. Anais do IV Simpósio de Engenharia de Produção, v.1. 2016.

DE OLIVEIRA, D. J. J.; MARQUES, R. G.; BRACKMANN, R. DEGRADAÇÃO FOTOCATALÍTICA DO CORANTE AZUL DE METILENO UTILIZANDO COMPOSTOS DE ZINCO. XII Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica. UFSCar, São Paulo, 2017.

DE OLIVEIRA, D. J. J.; MARQUES, R. G.; BRACKMANN, R. DEGRADAÇÃO FOTOCATALÍTICA DO CORANTE AZUL DE METILENO UTILIZANDO COMPOSTOS DE ZINCO. XII Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica. UFSCar, São Paulo, 2017.

DURA N, N. e AZEVEDO, M. M. M. Nanociência e Nanotecnologia. Reportagem Rede de pesquisa em Nanotecnologia. 2012.

Enciclopaedia Britannica Online Academic Editio. Zincite. Disponível em: <https://www.britannica.com/science/zincite>. Acesso em: 04 de junho de 2019.

FARIA-TISCHER, P. C. S; TISCHER, C. A. Nanobiotecnologia: plataforma tecnológica para biomateriais e aplicação biológica de nanoestruturas. BBR-Biochemistry and Biotechnology Reports, v. 1, n. 1, p. 32-53, 2012.

FERREIRA, I. V. L. Fotocatálise heterogênea com TiO2 aplicada ao tratamento de esgoto sanitário secundário. 2005, f. 187. Tese (Doutorado) - Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, 2005.

FORMIGA, M. A. Uma abordagem introdutória de alguns conceitos e aplicações de nanotecnologia no Ensino Médio. 2016. 24f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Física) – Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2016.

FUKURO, I. Y.; OKUSE, J. W. Degradação do azul de metileno por fotocatálise heterogênea utilizando ZnO como catalisador. 2018. 43f. Dissertação (Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2018.

GRANADA, M. A. et al. PROPRIEDADES ÓPTICAS DE MATERIAIS NO ENSINO MÉDIO POR MEIO DA NANOCIÊNCIA. 2011. 93f. Dissertação (Mestrado Profissionalizante em Ensino de Física e de Matemática) – Universidade Franciscana, Rio Grande do Sul, Santa Maria, 2011.

GUALBERTO, J. C. S. Síntese e caracterização de ZnO pelo método de Pechini para aplicação em fotocatálise. 2017. 64 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2017.

HASSEMER, M. E. N. Oxidação fotoquímica-UV/H2O2-para degradação de poluentes em efluentes da indústria têxtil. 2006. 176f. Tese (Doutorado em Engenharia Ambiental) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2006.

HEWER, T. L. R. Síntese e modificação superficial do TiO2 visando aumentar a eficiência do processo de fotocatálise heterogênea no tratamento de compostos fenólicos. 2006, 124 f. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006.

MAYRINCK, C. et al. Síntese, propriedades e aplicações de óxido de zinco nanoestruturado. Revista Virtual de Química, v. 6, n. 5, p. 1185-1204, 2014.

PINA, Hermano de Vasconcelos et al. Síntese, caracterização e avaliação biológica de filmes à base de PCL/ZNO para aplicação em embalagens de alimentos. 2019. 58f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Campina Grande, 2019).

PORTO, R. C. T. et al. AD Nanopartículas de óxido de zinco sintetizadas pelo método poliol: Caracterização e avaliação da atividade antibacteriana. Revista Matéria, v. 22, p. 1-8, 2018.

SANTOS G. L. L dos. O nome fotocatálise deriva da associação dos termos “fotoquímica” e “catálise” podendo ser compreendido como a aceleração de uma fotorreação pela presença de um catalisador. 2017. Tese (Doutorado em Química). Universidade Federal da Paraíba. João Pessoa, Paraíba. 2017.

SANTOS, J. C. M. dos. Estudo da deposição de estanho em vidro para aplicação como eletrodo em célula solar fotovoltaica de terceira geração. 2017. 61f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Campina Grande, 2017.

SIGMA-ALDRICH, Ficha de dados de segurança de produtos químicos. Produto referência 677450, Disponível em: <https://www.sigmaaldrich.com/MSDS/MSDS/DisplayMSDSPage.do?country=BR&language=pt&productNumber=544906&brand=ALDRICH&PageToGoToURL=%2Fsafety-center.html> Acesso em: 04 de junho de 2019.

SILVA, A. E. C. Síntese e caracterização de nanopartículas de ZnO obtidas por calcinação de nanofios eletrofiados para possivel aplicação como fotocatalisadores. 2018. 59f. Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais) - Universidade Estadual do Oeste Paraná, Toledo, 2018.

SOARES, R. V. C. Estudo das propriedades óticas e elétricas de filmes finos de óxido de zinco. 2018. Dissertação (Mestrado em Ciências). Universidade de São Paulo. São Paulo, 2018.

SOUZA, M. I. A. V. d. Incorporação de nanopartículas de óxido de zinco a um cimento de ionômero de vidro por meio da calcinação: avaliação de propriedades mecânicas e físicas. 2016. 63f. Dissertação (Mestrado em Ciências Odontológicas) – Universidade Estadual Paulista, São Paulo, Araraquara, 2016.

WU, C.; QIAO, X.; CHEN, J.; WANG, H.; TAN, F.; LI, S. A novel chemical route to prepare ZnO nanoparticles. Materials Letters, v. 60, n. 15, p. 1828–1832, 2006.

Published

2021-03-04

How to Cite

Moura, F. J. de A., Lima, M. J. da S., da Silva, D. S., Dias, T. M. de L., da Silva, W. A., Vera Cruz Feijó de Melo, M. G. de M. B. M., Correia, J. M., & de Melo, E. J. M. V. C. F. (2021). Estudo de propriedades fotocatalíticas de nanopartículas de ZnO com diferentes dopantes / Study of photocatalytical properties of nanoparticles of ZnO with different dopants. Brazilian Journal of Development, 7(3), 21574–21596. https://doi.org/10.34117/bjdv7n3-054

Issue

Section

Original Papers