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Document Type: Dissertação
Title: Efeito do tipo de metal da estrutura perovsquita nas características estruturais e na utilização como adsorvente na remoção do corante vermelho congo
Other Titles: Metal type effect of perovskite structure in structural chracteristics and use as an adsorvent in the removal of red congo
Authors: Souza, Andreza Alves de
Issue Date: 25-Jul-2019
Advisor: Souza, Anne Michelle Garrido Pedrosa de
Resumo : Óxidos mistos com estrutura perovsquita têm diversas aplicações, dentre as quais podem-se destacar a adsorção e a catálise. A eficiência da perovsquita nestas aplicações estão relacionadas com a sua composição, estrutura e rota de síntese. Neste trabalho foi estudado o efeito do metal na estrutura perovsquita, dos tipos LaMO3 e La0,5Ca0,5MO3 (M = Ni ou Mn), nas características estruturais e adsortivas para remoção de corantes. Os materiais foram sintetizados pelo método proteico modificado, tendo o colágeno como agente quelante, tratados termicamente a 350 ºC e calcinados a 900 ºC. Os materiais calcinados a 900 ºC foram caracterizados por espectrofotometria na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (DRX) e adsorção de N2 a 77 K. Os resultados obtidos através da técnica de DRX indicaram a formação da fase perovsquita em todos os materiais calcinados, com a presença de fases secundárias em alguns materiais. Os espectros de FTIR identificaram diferenças entre os materiais tratados termicamente e calcinados, sobretudo referente à ligação metal-oxigênio (M-O). O método proteico modificado é eficiente para a obtenção de materiais com elevadas áreas superficiais quando comparados com materiais obtidos por outros métodos de síntese. Os materiais obtidos foram eficientes adsorventes na remoção do corante vermelho Congo (Emáx = 94%), principalmente as amostras à base de níquel que apresentaram maiores áreas superficiais que os materiais à base de manganês. Além disto, a substituição parcial do íon La3+ pelo íon Ca2+ aumentou significativamente a capacidade de adsorção do material, provavelmente devido a formação de vacâncias com a dopagem. Estudos cinéticos mostraram que o modelo de pseudo segunda ordem se ajustou melhor aos valores experimentais, com exceção do material LN9-C, ajustado melhor ao modelo de pseudo primeira ordem. Os estudos referentes a influência da massa do adsorvente e a influência da concentração do corante vermelho Congo apresentaram resultados esperados, permitindo a investigação do modo como ocorre a interação do adsorvente com o adsorvato. A estrutura perovsquita foi mantida após os ensaios de adsorção, apresentando elevadas eficiências de remoção do corante vermelho Congo em um segundo uso.
Abstract: Mixed oxides perovskite structure have several applications, among which can be highlighted in adsorption and catalysis. The efficiency of the perovskite in these applications is related to its composition, structure and route of synthesis. In this work was studied the metal effect in the perovskite structure, of the type LaMO3 and La0.5Ca0.5MO3 (M = Ni or Mn), in the structural and adsorptive characteristics for dye removal. The materials were synthesized by the modified proteic method, having the collagen as a chelating agent, thermally treated at 350 ºC and calcined at 900 ºC. The materials calcined at 900 ºC were characterized by Fourier Transformed Infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD) and adsorption N2 at 77 K. The results obtained using the XRD technique indicated the formation of the perovskite phase in all calcined materials, with the presence of secondary phases in some materials. The FTIR spectra identified differences between the thermally treated and calcined materials, especially with respect to the metaloxygen (M-O) bond. The modified proteic method is efficient for obtaining materials with high surface areas when compared to the materials obtained by other synthesis methods.The materials obtained were efficient adsorbents in the removal of Congo red dye (Emáx = 94%), mainly the nickel based samples that presented larger surface areas than the manganese based materials. Besides the partial substitution of the La3+ ion by the Ca2+ ion increased significantly the adsorption capacity of the material, probably due to the formation of vacancies with doping. Kinetic studies showed that the pseudo second order model fitted better to the experimental values, with the exception of the LN9-C material, best fitted to the pseudo first order model. The studies concerning the influence of adsorbent´s mass and the influence of red Congo dye´s concentration showed expected results, allowing the investigation of the interaction of the adsorbent with the adsorbate.The perovskite structure was maintained after the adsorption assays, exhibiting high efficiency of red Congo dye removal in a second use.
Keywords: Química
Perovsquita
Corantes
Adsorção
Proteico modificado
Perovskite
Modified proteic
Dyes
Adsorption
Subject CNPQ: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Sponsorship: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Language: por
Institution: UFS
Program Affiliation: Pós-Graduação em Química
Citation: SOUZA, Andreza Alves de. Efeito do tipo de metal da estrutura perovsquita nas características estruturais e na utilização como adsorvente na remoção do corante vermelho congo. 2019. 98 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, SE, 2091.
URI: http://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/11958
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