Programa de Pós Graduação em Tecnologia de Produtos e Processos - PPGTPP

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Navegando Programa de Pós Graduação em Tecnologia de Produtos e Processos - PPGTPP por Autor "Amorim, Flávia Regina de"

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    Obtenção de pontos de carbono a partir de resíduo de bagaço de cana-de-açúcar via carbonização hidrotérmica para remoção fotocatalítica de alaranjado de metila
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-04-04) Vieira, Brenda Palhares dos Reis; Amorim, Flávia Regina de; Mambrini, Raquel Vieira; Moreira, Renata Pereira Lopes; http://lattes.cnpq.br/2859884193381045; http://lattes.cnpq.br/2773378870906771; http://lattes.cnpq.br/5691878994157298; http://lattes.cnpq.br/0127135522081353; Amorim, Flávia Regina de; Moreira, Renata Pereira Lopes; Mambrini, Raquel Vieira; Ferreira, Ângela de Mello; Garcia, Cleverson Fernando; Lorençon, Eudes
    O bagaço de cana-de-açúcar é o principal resíduo da indústria sucroalcooleira (Brasil), com alto volume de produção, baixo custo e fonte de carbono, e que vem sendo queimado como combustível primário nas usinas de produção de etanol e açúcar. A conversão dessa biomassa em produtos de alto valor agregado tornou-se muito promissora, como por exemplo, a síntese de pontos de carbono (CDs, do inglês Carbon Dots). Os CDs são nanopartículas de dimensão 0D, que possuem propriedades distintas, como condutividade, grande área superficial, biocompatibilidade, baixa toxidez, fluorescência e fotoestabilidade. Logo, o presente trabalho realizou a síntese verde de pontos de carbono a partir do bagaço de cana-de-açúcar via carbonização hidrotermal (HTC), que por sua vez foram aplicadas como fotocatalisador na degradação de um poluente, o alaranjado de metila (MO). Este representante da classe dos azo-corantes é um contaminante proveniente da indústria têxtil, couro e papel, que apresenta grande estabilidade e resistência aos tratamentos convencionais. Com o auxílio do planejamento experimental (DOE), avaliou-se as influências das variáveis sobre a resposta e a otimização multivariada da síntese. Inicialmente, realizou-se dois planejamentos fatoriais fracionários (FFD) 23-1 , para a triagem das variáveis, tempo, temperatura e os agentes de ativação ((A) ácido fosfórico e (B) hidróxido de amônio), tendo como resposta a potencialidade dos CDs na fotodegradação do MO. O FFD 23-1 : parte A e B indicaram que a temperatura (120 °C) e o agente de ativação (água) foram relevantes (a = 95%), nesta ordem. A partir disso, empregou-se a metodologia de superfície de resposta (RSM) para a obtenção das condições ótimas de síntese, no qual executou-se a modelagem do sistema por meio de um planejamento composto central (CCD) de dois fatores. Com base nos resultados da RSM produziu-se CDs segundo os parâmetros ótimos, que foram: (A) 2 h a 200 °C e (B) 24 h a 110 °C, em água. No geral, as suspensões contendo CDs resultantes do trabalho apresentaram fluorescência de coloração azul, valores de pH entre 1,76 e 8,93, condutividade elétrica entre (480-5.580) mS cm-1 , uma banda em λ = 280 nm, rendimento quântico em torno de 1,35 % e cargas superficiais negativas, em sua maioria, além de percentuais de fotodegradação do MO na faixa de (14-94) %, em 3 h. Os CDs das sínteses A e B revelaram percentuais de fotodegradação de 91±3% e 91±14% em 3 h e com controle de temperatura, respectivamente. O estudo cinético revelou que os valores da constante cinética da síntese A e B igual a 1 x 10-2 min-1 e 3 x 10-2 min-1 , respectivamente. As suspensões contendo CDs da síntese A e B apresentam padrões de XRD de uma fase amorfa, bandas características no FTIR e viabilidade na reprodução do material. O processo utilizou as premissas da química verde referentes à síntese de produtos menos perigosos e uso de fontes renováveis como matéria-prima. Assim, foi possível realizar a otimização multivariada da síntese de CDs a partir de BCA via HTC para a fotocatálise do MO e potencial para aplicação em outros contaminantes