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Aplicação de catalisadores de Nb2O5 como materiais alternativos para redução de cromo (VI) por fotocatálise heterogênea

The study aimed to use the Niobium Pentoxide (Nb2O5) catalyst in the photocatalytic process to reduce Chromium (VI). Cr (VI) is highly toxic and is often found in industrial effluents, mainly from tanneries. A comparison was made between Nb2O5 and TiO2, a catalyst widely used in photocatalytic react...

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Autor principal: Josué, Tatiana Gulminie
Formato: Dissertação
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2021
Assuntos:
Cromo
Catálise heterogênea
Catalisadores
Nióbio
Calcinação (Metalurgia)
Resíduos industriais
Metais pesados
Chromium
Heterogeneous catalyses
Catalysts
Niobium
Roasting (Metallurgy)
Factory and trade waste
Heavy metals
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Engenharia Química
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25053
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id riut-1-25053
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spelling riut-1-250532021-05-26T06:11:40Z Aplicação de catalisadores de Nb2O5 como materiais alternativos para redução de cromo (VI) por fotocatálise heterogênea Application of Nb2O5 catalysts as alternative materials for reducing chrome (VI) by heterogeneous photocatalysis Josué, Tatiana Gulminie Lenzi, Giane Gonçalves https://orcid.org/0000-0003-2065-9622 http://lattes.cnpq.br/6021910491013265 Santos, Onelia Aparecida Andreo dos https://orcid.org/0000-0002-1551-9134 http://lattes.cnpq.br/4357485133240999 Lenzi, Giane Gonçalves https://orcid.org/0000-0003-2065-9622 http://lattes.cnpq.br/6021910491013265 Scaliante, Mara Heloisa Neves Olsen https://orcid.org/0000-0001-9090-9274 http://lattes.cnpq.br/1552509852504841 Brackmann, Rodrigo https://orcid.org/0000-0001-6948-0223 http://lattes.cnpq.br/4017429345069523 Cromo Catálise heterogênea Catalisadores Nióbio Calcinação (Metalurgia) Resíduos industriais Metais pesados Chromium Heterogeneous catalyses Catalysts Niobium Roasting (Metallurgy) Factory and trade waste Heavy metals CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA Engenharia Química The study aimed to use the Niobium Pentoxide (Nb2O5) catalyst in the photocatalytic process to reduce Chromium (VI). Cr (VI) is highly toxic and is often found in industrial effluents, mainly from tanneries. A comparison was made between Nb2O5 and TiO2, a catalyst widely used in photocatalytic reactions. The results indicated that Nb2O5 has a 20% reduction in Cr (VI) compared to TiO2. Tests were also carried out with Nb2O5 before and after calcination at 500ºC, showing that the heat treatment did not favor the catalytic activity. The parameters were: pH, radiation intensity, initial Cr (VI) concentration, amount of catalyst and catalyst reuse. The results showed that the optimum conditions of the process are: acidic pH (pH = 2), radiation intensity of 250 W, initial concentration of Cr (VI) of 10 mg L­1 and catalyst concentration of 1.5 g L­1. For the reuse test, the reduction of Cr (VI) was maintained at approximately 90% for all cycles when calcined Nb2O5 was used, while for the non­calcined catalyst the reduction was approximately 21% during the four tests. This behavior is possibly due to the greater adsorption capacity of the non­calcined material. The techniques used for the characterization of the photocatalytic material were: X­ray diffraction, specific surface area (B.E.T method), photoacoustic spectroscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM) and X­ray Dispersive Energy Spectrometry (EDS). The study proved that the Nb2O5 catalyst is promising to be applied in tests in an industrial process to reduce Cr (VI). O estudo teve como objetivo utilizar o catalisador Pentóxido de Nióbio (Nb2O5) no processo fotocatalítico para redução de Cromo (VI). O Cr (VI) é altamente tóxico e frequentemente encontrado em efluentes industriais, principalmente de curtumes. Foi realizada uma comparação entre o Nb2O5 e o TiO2, catalisador amplamente utilizado em reações fotocatalíticas. Os resultados indicaram que o Nb2O5 tem 20% mais de redução de Cr (VI) em relação ao TiO2. Também foram realizados testes com o Nb2O5 antes e após a calcinação a 500ºC, mostrando que o tratamento térmico não favoreceu a atividade catalítica. Os parâmetros foram: pH, intensidade de radiação, concentração inicial de Cr (VI), quantidade de catalisador e reutilização de catalisador. Os resultados mostraram que as condições ótimas do processo são: pH ácido (pH=2), intensidade de radiação de 250 W, concentração inicial de Cr (VI) de 10 mg L­1 e concentração de catalisador de 1,5 g L­1. Para o teste de reutilização, a redução de Cr (VI) foi mantida em aproximadamente 90% para todos os ciclos quando o Nb2O5 calcinado foi utilizado, enquanto que para o catalisador não calcinado a redução foi em aproximadamente 21% durante os quatro testes. Este comportamento é possivelmente devido à maior capacidade de adsorção do material não calcinado. As técnicas utilizadas para a caracterização do material fotocatalítico foram: difratometria de raios ­X, área de superfície específica (método B.E.T), espectroscopia fotoacústica, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectrometria de Energia Dispersiva de Raios­X (EDS). O estudo provou que o catalisador Nb2O5 é promissor para ser aplicado em testes em processo industrial para redução de Cr (VI). 2021-05-25T20:52:37Z 2021-05-25T20:52:37Z 2021-03-23 masterThesis JOSUÉ, Tatiana Gulminie. Aplicação de catalisadores de Nb2O5 como materiais alternativos para redução de cromo (VI) por fotocatálise heterogênea. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25053 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Ponta Grossa Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química UTFPR
institution Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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language Português
topic Cromo
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Engenharia Química
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Engenharia Química
Josué, Tatiana Gulminie
Aplicação de catalisadores de Nb2O5 como materiais alternativos para redução de cromo (VI) por fotocatálise heterogênea
description The study aimed to use the Niobium Pentoxide (Nb2O5) catalyst in the photocatalytic process to reduce Chromium (VI). Cr (VI) is highly toxic and is often found in industrial effluents, mainly from tanneries. A comparison was made between Nb2O5 and TiO2, a catalyst widely used in photocatalytic reactions. The results indicated that Nb2O5 has a 20% reduction in Cr (VI) compared to TiO2. Tests were also carried out with Nb2O5 before and after calcination at 500ºC, showing that the heat treatment did not favor the catalytic activity. The parameters were: pH, radiation intensity, initial Cr (VI) concentration, amount of catalyst and catalyst reuse. The results showed that the optimum conditions of the process are: acidic pH (pH = 2), radiation intensity of 250 W, initial concentration of Cr (VI) of 10 mg L­1 and catalyst concentration of 1.5 g L­1. For the reuse test, the reduction of Cr (VI) was maintained at approximately 90% for all cycles when calcined Nb2O5 was used, while for the non­calcined catalyst the reduction was approximately 21% during the four tests. This behavior is possibly due to the greater adsorption capacity of the non­calcined material. The techniques used for the characterization of the photocatalytic material were: X­ray diffraction, specific surface area (B.E.T method), photoacoustic spectroscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM) and X­ray Dispersive Energy Spectrometry (EDS). The study proved that the Nb2O5 catalyst is promising to be applied in tests in an industrial process to reduce Cr (VI).
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