Síntese de filmes de TiO2 puros e dopados com bismuto para a degradação fotoquímica e fotoeletroquímica do ciprofloxacino
The present work aims at the synthesis of nanostructured films of pure TiO2 and doped with Bismuth for the degradation of ciprofloxacin hydrochloride through different methodologies: photolysis, photocatalysis and photoelectrocatalysis. Nanostructured TiO2 films (TiO2NT) were synthesized and electro...
| Autor principal: | Oliveira, Elizandra Maiara de |
|---|---|
| Formato: | Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2020
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| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/15259 |
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riut-1-152592020-11-18T19:43:24Z Síntese de filmes de TiO2 puros e dopados com bismuto para a degradação fotoquímica e fotoeletroquímica do ciprofloxacino Synthesis of pure and doped with bismuth TiO2 films for the photochemical and photoeletrochemical degradation of ciprofloxacin Oliveira, Elizandra Maiara de Sikora, Mariana de Souza Rocha, Raquel Dalla Costa da Sikora, Mariana de Souza Barreto, Marcio Rodrigues Brackmann, Rodrigo Catálise Fotoquímica Semicondutores - Dopagem Metais - Tratamento térmico Catalysis Photochemistry Semiconductor doping Metals - Heat treatment CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA The present work aims at the synthesis of nanostructured films of pure TiO2 and doped with Bismuth for the degradation of ciprofloxacin hydrochloride through different methodologies: photolysis, photocatalysis and photoelectrocatalysis. Nanostructured TiO2 films (TiO2NT) were synthesized and electrochemically doped and the influence of the dopant concentration on the electrochemical, morphological and microstructural profile, as well as their effect on photocatalytic and photoelectrocatalytic activity, was studied. The results show that the concentration of the dopant has an influence on the chromaamperometric profile of the growth curves of the films, and the nucleation peak current of the nanotubes is inversely proportional to the amount of dopant added in the electrolytic solution. The rate constant and degradation efficiency of the drug were analyzed by UV-vis spectrophotometry. Among the techniques studied for the degradation of the drug, the highest degradation efficiency was obtained by photoelectrocatalysis applying a potential difference of +5 V for all the synthesized films. Among the films synthesized the film grown in electrolytic solution with less amount of dopant was the one that presented greater photocatalytic activity. By the analysis of the morphology it is possible to observe that the increase in the amount of dopant promotes the growth of unstable nanostructures that collapse during the heat treatment causing the reduction of the surface area of the photocatalyst. As a complementary study, ecotoxicity tests were performed using Lactuca sativa L. seeds, the Lemna inor macrophyte and the crustacean Artemia salina. In the tests with the seed it was possible to observe differences between the samples and the drug, revealing that the medicine in natura interferes in the germination of the seed. In the study with the macrophyte the lower mortality rates were observed for the films with greater photoactivity and the same can be observed for A. salina. The results of ecotoxicity prove that the synthesized materials are efficient in the degradation process of the drug since its toxicity to living organisms is reduced. O presente trabalho visa a síntese de filmes nanoestruturados de TiO2 puros e dopados com Bismuto para a degradação do cloridrato de ciprofloxacino através de diferentes metodologias: fotólise, fotocatálise e a fotoeletrocatálise. Os filmes de TiO2 nanoestruturados (TiO2NT) foram sintetizados e dopados eletroquimicamente e estudou-se a influência da concentração do dopante no perfil eletroquímico, morfológico, microestrutural, bem como seu efeito na atividade fotocatalítica e fotoeletrocatalítica. Os resultados mostram que a concentração do dopante apresenta uma influência no perfil cronoamperométrico das curvas de crescimento dos filmes, sendo que a corrente de pico de nucleação dos nanotubos é inversamente proporcional a quantidade de dopante adicionada na solução eletrolítica. Analisou-se a constante de velocidade e eficiência de degradação do fármaco por espectrofotometria UV-vis. Dentre as técnicas estudadas para a degradação do fármaco, a maior eficiência de degradação foi obtida pela fotoeletrocatálise aplicando-se uma diferença de potencial de +5 V para todos os filmes sintetizados. Dentre os filmes sintetizados o filme crescido em solução eletrolítica com menor quantidade de dopante foi aquele que apresentou maior atividade fotocatalítica. Pela análise da morfologia é possível observar que o aumento da quantidade de dopante promove o crescimento de nanoestruturas instáveis que colapsam durante o tratamento térmico causando a diminuição da área superficial do fotocatalisador. Como estudo complementar, foram realizados ensaios de ecotoxicidade, utilizando sementes de Lactuca sativa L., a macrófita Lemna minor e o crustáceo Artemia salina. Nos testes com a semente foi possível observar diferenças entre as amostras e o medicamento, revelando que o medicamento in natura interfere na germinação da semente. No estudo com a macrófita as menores taxas de mortalidade foram observadas para os filmes com maior fotoatividade e o mesmo pode ser observado para a A. salina. Os resultados de ecotoxicidade comprovam que os materiais sintetizados são eficientes no processo de degradação do fármaco uma vez que há a diminuição de sua toxicidade à organismos vivos. 2020-11-18T19:43:23Z 2020-11-18T19:43:23Z 2018-11-28 bachelorThesis OLIVEIRA, Elizandra Maiara de. Síntese de filmes de TiO2 puros e dopados com bismuto para a degradação fotoquímica e fotoeletroquímica do ciprofloxacino. 2018. 66 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2018. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/15259 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Pato Branco Brasil Departamento Acadêmico de Química Química UTFPR |
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The present work aims at the synthesis of nanostructured films of pure TiO2 and doped with Bismuth for the degradation of ciprofloxacin hydrochloride through different methodologies: photolysis, photocatalysis and photoelectrocatalysis. Nanostructured TiO2 films (TiO2NT) were synthesized and electrochemically doped and the influence of the dopant concentration on the electrochemical, morphological and microstructural profile, as well as their effect on photocatalytic and photoelectrocatalytic activity, was studied. The results show that the concentration of the dopant has an influence on the chromaamperometric profile of the growth curves of the films, and the nucleation peak current of the nanotubes is inversely proportional to the amount of dopant added in the electrolytic solution. The rate constant and degradation efficiency of the drug were analyzed by UV-vis spectrophotometry. Among the techniques studied for the degradation of the drug, the highest degradation efficiency was obtained by photoelectrocatalysis applying a potential difference of +5 V for all the synthesized films. Among the films synthesized the film grown in electrolytic solution with less amount of dopant was the one that presented greater photocatalytic activity. By the analysis of the morphology it is possible to observe that the increase in the amount of dopant promotes the growth of unstable nanostructures that collapse during the heat treatment causing the reduction of the surface area of the photocatalyst. As a complementary study, ecotoxicity tests were performed using Lactuca sativa L. seeds, the Lemna inor macrophyte and the crustacean Artemia salina. In the tests with the seed it was possible to observe differences between the samples and the drug, revealing that the medicine in natura interferes in the germination of the seed. In the study with the macrophyte the lower mortality rates were observed for the films with greater photoactivity and the same can be observed for A. salina. The results of ecotoxicity prove that the synthesized materials are efficient in the degradation process of the drug since its toxicity to living organisms is reduced. |
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OLIVEIRA, Elizandra Maiara de. Síntese de filmes de TiO2 puros e dopados com bismuto para a degradação fotoquímica e fotoeletroquímica do ciprofloxacino. 2018. 66 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2018. |
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