Avaliação das propriedades fotocalíticas de compósitos a base de poli(butileno adipato-co-tereftalato) e oxididroxidos de nióbio

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dc.contributor.advisorPatrício, Patrícia Santiago de Oliveira
dc.contributor.advisor-coHeitmann, Ana Pacheli
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/7241610742965341
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5625112455084806
dc.contributor.authorPinheiro, Maria Eduarda Soares
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3811545667901264
dc.contributor.refereePatrício, Patrícia Santiago de Oliveira
dc.contributor.refereeBinatti, Ildefonso
dc.contributor.refereeOliveira, Luiz Carlos Alves de
dc.date.accessioned2025-04-09T19:45:18Z
dc.date.available2025-04-09T19:45:18Z
dc.date.issued2024-12-04
dc.description.abstractA busca por tecnologias e materiais para minimizar as consequências da contaminação de água tem sido tema de pesquisas nos últimos anos. A fotocatálise heterogênea tornou-se uma área amplamente estudada nas últimas décadas e se destaca como uma tecnologia pertinente a esta aplicação, visto que promove a degradação dos poluentes. O oxi-hidróxido de nióbio (NbO2OH) é um semicondutor promissor a ser utilizado em fotocatálise devido a sua estabilidade química, versatilidade e atividade fotocatalítica. Um fator limitante nos processos de fotocatálise heterogênea na forma livre reside na dificuldade de recuperação do catalisador. A utilização de polímeros como suporte para catalisadores vem se mostrando como uma alternativa para superar as limitações da recuperação do material. O Poli(butileno adipato-cotereftalato) – PBAT, derivado de fontes fósseis, é um marco na evolução dos materiais sustentáveis. O uso de amido termoplástico -TPS combinado com PBAT na fotocatálise oferece uma abordagem promissora para criar suportes de catalisadores sustentáveis e eficientes. A biodegradabilidade e o baixo custo do TPS, enquanto o PBAT contribui com propriedades mecânicas superiores e estabilidade. Essa combinação facilita a imobilização do catalisador, permitindo uma recuperação e reutilização mais simples após o processo fotocatalítico. O objetivo desse trabalho é a degradação fotocatalítica do corante orgânico azul de metileno (AM) que foi investigada utilizando o sistema PBAT/S2/UV. Esse nanomaterial é obtido pela dispersão de oxihidróxido de nióbio (S2) em uma matriz polimérico o PBAT e ativada pela radiação UV. Os testes de degradação do corante AM foram realizados e utilizou-se a espectrofotometria UV-VIS para acompanhar a remoção da molécula orgânica do meio aquoso. Os sistemas PBAT (100), PBAT/S2 (100), PBAT/S2 (99:1), PBAT/S2_S2 (99:1), PBAT/S2 (95:5) CASTING, PBAT/S2 (95:5), PBAT/S2_S2 (95:5) e PBAT/S2/TPS_S2 (95:5:20) foram obtidos e os valores observados de eficiência fotocatalítica para a fotodegradação do AM foram 10%, 25%, 10%, 66%, 65%, 17%, 80% e 83% respectivamente, após 120 tempo de reação. Com isso, podese inferir que o catalisador na superfície do filme foi mais favorável para a fotodegradação do AM. Por fim, as interações químicas entre PBAT, TPS e S2 foram observadas pelas técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Análise Termogravimétrica (TGA), infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR). Por meio dessas análises foi possível identificar que a incorporação do catalisador no PBAT (PBAT/S2) não afetou a estabilidade térmica e não demonstrou resultados significativos nas propriedades mecânicas. O compósito exibiu alta atividade catalítica para remoção do corante AM durante a fotocatálise.
dc.description.abstractotherThe search for technologies and materials to minimize the consequences of water contamination has been a focus of research in recent years. Heterogeneous photocatalysis has become a widely studied area over the past decades and stands out as a relevant technology for this application, as it promotes the degradation of pollutants. Niobium oxyhydroxide (NbO2(OH)) is a promising semiconductor for use in photocatalysis due to its chemical and physical stability, versatility, and photocatalytic activity. A limiting factor in heterogeneous photocatalysis processes in free form lies in the difficulty of recovering the catalyst. The use of polymers as supports for catalysts has emerged as an alternative to overcome the limitations of material recovery. Poly(butylene adipate-co-terephthalate)-(PBAT), derived from fossil sources, marks a significant advancement in the development of sustainable materials. The use of thermoplastic starch (TPS) combined with PBAT in photocatalysis offers a promising approach to create sustainable and efficient catalyst supports. TPS contributes with biodegradability and low cost, while PBAT provides superior mechanical properties and stability. This combination facilitates the immobilization of the catalyst, allowing for easier recovery and reuse after the photocatalytic process. The objective of this work is the photocatalytic degradation of the organic dye methylene blue (AM) using the PBAT/S2/UV system. This nanomaterial obtained by dispersing niobium oxyhydroxide (S2) in a PBAT polymer matrix and activated by UV radiation. The degradation tests of the AM dye were performed and UV-VIS spectrophotometry was used to monitor the removal of the organic molecule from the aqueous medium. The systems PBAT (100), PBAT/S2 (100), PBAT/S2 (99:1), PBAT/S2_S2 (99:1), PBAT/S2 (95:5) CASTING, PBAT/S2 (95:5), PBAT/S2_S2 (95:5), and PBAT/S2/TPS_S2 (95:5:20) systems were obtained and the observed values of photocatalytic efficiency for the photodegradation of AM were 10%, 25%, 10%, 66%, 65%, 17%, 80% and 83% respectively, after 120 reaction time. Based on these results, it can be inferred that the catalyst on the surface of the film was more favorable for the photodegradation of AM. Finally, the chemical interactions between PBAT, TPS and S2 were observed by Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermogravimetric Analysis (TGA) and Fourier Transform Infrared (FTIR) techniques. These analyses revealed that the incorporation of the catalyst in PBAT (PBAT/S2) did not affect the thermal stability and did not demonstrate significant results in the mechanical properties. The composite exhibited high catalytic activity for the removal of methylene blue dye during photocatalysis.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/1160
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais
dc.subjectFotocatálise
dc.subjectCompostos de nióbio
dc.subjectAmido - Propriedades térmicas
dc.subjectTermoplásticos
dc.subjectBiopolímeros
dc.titleAvaliação das propriedades fotocalíticas de compósitos a base de poli(butileno adipato-co-tereftalato) e oxididroxidos de nióbio
dc.typeDissertação

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