Preparação e uso de eletrodos de frafite nanoestruturados de vanadato de bismuto na degradação fotoeletrocatalítica de radamina B isotiacianato
| dc.contributor.advisor-co1 | Teixeira, Guilhermina Ferreira | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5992362464264556 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | Gil, Eric de Souza | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3218622824233303 | pt_BR |
| dc.contributor.referee1 | Gil, Eric de Souza | |
| dc.contributor.referee2 | Oliveira, Sérgio Botelho de | |
| dc.contributor.referee3 | Colmati Júnior, Flávio | |
| dc.contributor.referee4 | Oliveira, Mayk Teles de | |
| dc.contributor.referee5 | Prado, Lara Barroso Brito | |
| dc.creator | Isecke, Bruna Guimarães | |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/2750576957173545 | pt_BR |
| dc.date.accessioned | 2023-05-04T12:15:03Z | |
| dc.date.available | 2023-05-04T12:15:03Z | |
| dc.date.issued | 2023-02-10 | |
| dc.description.abstract | Photoelectrocatalysis is a promising way to treat water contaminated by negative organic compounds. The use of BiVO4 nanoparticles supported on a conductive substrate allows the degradation of pollutants to be carried out under less energetic conditions. In this work, we report the degradation of Rhodamine B Isothiocyanto dye in a BiVO4/graphite (BVO@C) electrode performed under visible light irradiation through a photoelectrocatalytic process. The BiVO4 particles passed through ultrasonic irradiation by coprecipitation and then deposited on the surface of a graphite by the impregnation method. The 23 factorial design was used to optimize electrode fabrication. The electrode was characterized using SEM/EDS, XRD and DLS techniques. For the electrochemical characterization of the electrode, cyclic voltammetry (VC) and electronic impedance spectroscopy (EIS) were performed. The evaluation of the degradation of RhB isothionate was carried out in the processes of electrooxidation and photoelectrocatalysis, controlling or not controlling the temperature using the unmodified electrode and the BVO@C electrode. The characterization of the electrode confirmed the impregnation of the graphite with a BiVO4 particle through SEM/EDS, revealing specific peaks referring to vanadium (V), bismuth (Bi) and oxygen (O). The XRD analysis bought peaks related to the monoclinic phase of BiVO4, this fact being important due to the smaller band gap value, which implies activation of the semiconductor through light in the visible range. DLS and zeta potential analysis revealed negative charges on the surface of BVO@C, PDI values that indicated that the solution used for impregnation had monodispersive characteristics, which corroborated to a less regular impregnation, since this factor does not contribute to a deposition independent. Electrochemical analyzes confirm a considerable improvement of the modified electrode through a decrease in resistivity that may be associated with the presence of BiVO4, in addition to a decrease in hysteresis in relation to the emission/reduction pair. After 30 minutes, the degradation results in the electrocatalysis (EC) and photoelectrocatalysis (PEC) system, the results were considered relevant, reaching almost 100% of the dye being degraded, with a higher degradation rate for the photoelectrocatalysis experiments in relation to electroxidation, and higher values in experiments in which temperature was not controlled. To analyze the electrode reuse cycles, several reuse cycles were performed and the electrode efficiency (BVO@C) was observed. After nine cycles of reuse of the BVO@C electrode, it was observed that it presented more than 80% of RhB efficiency. and photoelectrocatalysis of dyes from industrial effluents. | eng |
| dc.description.resumo | A fotoeletrocatálise é uma forma promissora de tratar a água contaminada por compostos orgânicos nocivos. A utilização de nanopartículas de BiVO4 suportadas sobre um substrato condutor permite que a degradação de poluentes seja conduzida em condições menos energéticas. Neste trabalho, relatamos a degradação do corante Rodamina B Isoticiocianto em um eletrodo BiVO4/grafite (BVO@C) realizado sob irradiação de luz visível através de um processo fotoeletrocatalítico. As partículas de BiVO4 foram obtidas por meio de irradiação ultrassônica por coprecipitação e então depositadas na superfície de um grafite pelo método de impregnação. O planejamento fatorial 23 foi usado para otimizar a fabricação de eletrodos. O eletrodo foi caracterizado usando as técnicas SEM/EDS, XRD e DLS. Para a caracterização eletroquímica do eletrodo realizou-se voltametria cíclica (VC), espectroscopia de impedância eletrônica (EIE). A avaliação da degradação de RhB isoticionato foi realizada nos processos de eletrooxidação e fotoeletrocatálise, controlando e não controlando a temperatura utilizando o eletrodo sem modificação e o eletrodo BVO@C. A caracterização do eletrodo comprovou a impregnação do grafite com partículas de BiVO4 através de MEV/EDS revelando picos específicos referentes ao vanádio (V), bismuto (Bi) e oxigênio (O). A análise de DRX comprou picos relativos a fase monoclínica do BiVO4, sendo este fato importante devido ao valor de “band gap” menor, o que implica na ativação do semicondutor através de luz na faixa visível. A análise de DLS e potencial zeta revelaram cargas negativas na superfície de BVO@C, valores de PDI que indicaram que a solução utilizada para impregnação apresentou características monodispersivas, o que corroborou para uma impregnação menos regular, já que esse fator não colabora para uma deposição homogênea. As análises eletroquímicas confirmaram uma melhora considerável do eletrodo modificado através de uma diminuição da resistividade que pode estar associada à presença do BiVO4, além da diminuição da histerese em relação ao par oxidação/redução. Após 30 minutos, os resultados de degradação no sistema de eletrocatalise (EC) e fotoeletrocatalise (PEC) os resultados foram considerados relevantes chegando a quase 100% do corante ser degradado, apresentando velocidade de degradação maior para os experimentos de fotoeletrocatálise em relação a eletroxidação, e valores maiores nos experimentos nos quais não se controlou a temperatura. Para analiser os ciclos de reúso do eletrodo, vários ciclos de reutilização foram realizados e observou-se a eficiência do eletrodo (BVO@C). Após nove ciclos de reúso do eletrodo BVO@C observou-se que o mesmo apresentou mais de 80% de eficiência de RhB.Dessa maneira podemos inferir que os eletrodos BVO@C foram sintetizados de forma satisfatória e são eficientes podendo ser aplicados na remediação eletrocatalítica e fotoeletrocatalítica de corantes de efluentes industriais. | pt_BR |
| dc.identifier.citation | SECKE, B. G. Preparação e uso de eletrodos de frafite nanoestruturados de vanadato de bismuto na degradação fotoeletrocatalítica de radamina B isotiacianato. 2023. 88 f. Tese (Doutorado em Ciências Farmacêuticas) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2023. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/12802 | |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal de Goiás | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.department | Faculdade de Farmácia - FF (RMG) | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFG | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Ciências Farmacêuticas (FF) | pt_BR |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
| dc.subject | Fotoeletrocatálise | por |
| dc.subject | Vanadato de bismuto | por |
| dc.subject | Grafite de lápis | por |
| dc.subject | Degradação | por |
| dc.subject | Luz visível | por |
| dc.subject | Photoelectrocatalysis | eng |
| dc.subject | Bismuth vanadate | eng |
| dc.subject | Pencil lead | eng |
| dc.subject | Degradation | eng |
| dc.subject | Visible light | eng |
| dc.subject.cnpq | OUTROS | pt_BR |
| dc.title | Preparação e uso de eletrodos de frafite nanoestruturados de vanadato de bismuto na degradação fotoeletrocatalítica de radamina B isotiacianato | pt_BR |
| dc.title.alternative | Preparation and use of bismuth vanadate nanostructured graphite electrodes in the photoelectrocatalytic degradation of rhodamine b isothyacyanate | eng |
| dc.type | Tese | pt_BR |