Estanatos de cálcio (casno3) dopados com Fe3+, Co2+ ou Cu2+ Aplicados na fotodegradação de Remazol Amarelo Ouro E na redução de NO com CO ou NH3

Calcium stannate, CaSnO3, is orthorhombic perovskite-type that presents technological applications as catalysts and photocatalysts. In this work, undoped CaSnO3 and doped with Fe3+, Co2+ or Cu2+ were obtained by the modified Pechini method and applied in photodegradation of the textile dye Remazol Golden Yellow and as catalysts in the reduction reaction of nitrogen monoxide (NO). Furthermore, these materials were deposited on the ZrO2 support or Pd2+-doped or Pd impregnated and evaluated in the reduction of NO with CO and NO with NH3. The catalysts were characterized by thermogravimetric analysis (TG/DTA), X-ray diffraction (XRD), ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), infrared spectroscopy (IR), Raman spectroscopy, analysis of the surface area by the BET method, scanning electron microscopy with field emission (FE-SEM) and transmission electron microscopy (TEM). XRD patterns showed a small change in the long range-order for the doped samples due to partial substitution of cations. The Raman spectra indicated that the incorporation of Fe3+, Co2+ and Cu2+ in the CaSnO3 lattice promoted a symmetry breaking, which was confirmed by the change of the band gap values of the samples. The photocatalytic tests of RNL dye were performed in the reactor using a UVC lamp (λ = 254 nm). The catalytic tests were carried out in a reactor containing a gaseous mixture with stoichiometric amounts of nitrogen monoxide (NO) and carbon monoxide (CO) in helium in the temperature range of 300 °C to 700 °C or in a reactor containing a mixture of NO and ammonia (NH3) in helium in the temperature range of 250 °C to 500 °C. The results of the photocatalytic evaluation showed that CaSnO3 doping with transition metals increased the photocatalytic efficiency of the material, especially for the Cu2+ (76% of discoloration), which was related to the while the decrease in the intensity of the photoluminescence spectrum as a function of doping. The catalytic tests of NO with CO showed that Co2+ and Cu2+-doped perovskites showed 100% of conversion, at temperatures above 500ºC. The palladium impregnation promoted the conversion of NO with CO throughout the evaluated temperature range, but it did not favor the reaction of NO with NH3, probably due to the oxidation of NH3 by Pd. The perovskite deposited on the ZrO2 support showed the best catalytic conversion values. The results of FEG and TEM confirmed the deposition of the active phase on the ZrO2 support and indicated the formation of core@shell systems.Estanato de cálcio, CaSnO3, é uma perovskita do tipo ortorrômbica que apresenta aplicações tecnológicas como catalisadores e fotocatalisadores. Neste trabalho, CaSnO3 não dopado e dopado com Fe3+, Co2+ ou Cu2+ foram obtidos pelo método Pechini-modificado e aplicados na fotodegradação do corante têxtil remazol amarelo ouro (RNL), e como catalisadores na reação de redução de monóxido de nitrogênio (NO). Além disso, esses materiais foram depositados sobre o suporte catalítico ZrO2 ou impregnados ou dopados com paládio e avaliados na redução de NO com CO e NO com NH3. Os catalisadores foram caracterizados por análise termogravimétrica (TG/DTA), difração de raios-X (DRX), espectroscopia de absorção na região do ultravioleta e do visível (UV-Vis), espectroscopia vibracional na região do infravermelho (IV), espectroscopia Raman, análise da área superficial (SBET), microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-EC) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os resultados de DRX mostraram uma pequena mudança na ordem a longo alcance das amostras dopadas devido à substituição parcial dos cátions. Os espectros Raman indicaram que a incorporação dos metais Fe3+, Co2+ e Cu2+ na rede do CaSnO3 promoveu quebra de simetria, o que foi confirmado pela mudança nos valores do band gap das amostras. Os ensaios fotocatalíticos do corante RNL foram realizados em reator utilizando uma lâmpada UVC (λ= 254 nm). Por sua vez, os testes catalíticos foram realizados em um reator contendo uma mistura gasosa, com quantidades estequiométricas de monóxido de nitrogênio (NO) e monóxido de carbono (CO), em hélio, na faixa de temperatura de 300°C a 700°C ou em um reator contendo mistura de NO e amônia (NH3), em hélio, na faixa de temperatura de 250°C a 500°C. Os resultados da avaliação fotocatalítica mostraram que a dopagem do CaSnO3 com os metais de transição aumentou a eficiência fotocatalítica do material, sendo mais expressiva para o material dopado com Cu2+ (76% de descoloração), o que foi relacionado à diminuição na intensidade dos espectros de fotoluminescência em função da dopagem. Os testes catalíticos de NO com CO mostraram que as perovskitas mássicas dopadas com Co2+ e Cu2+ apresentaram 100% de conversão, em temperaturas superiores a 500ºC. A impregnação com paládio favoreceu a conversão de NO com CO em toda a faixa de temperatura avaliada, no entanto, desfavoreceu a reação de NO com NH3, provavelmente devido à oxidação de NH3 pelo Pd. As perovskitas depositadas sobre o suporte ZrO2 mostraram os melhores valores de conversão catalítica. Os resultados de MEV-EC e MET confirmaram a deposição da fase ativa sobre o suporte ZrO2 e indicaram a formação de sistemas core@shell

Estanatos de cálcio (casno3) dopados com Fe3+, Co2+ ou Cu2+ Aplicados na fotodegradação de Remazol Amarelo Ouro E na redução de NO com CO ou NH3

Calcium stannate, CaSnO3, is orthorhombic perovskite-type that presents technological applications as catalysts and photocatalysts. In this work, undoped CaSnO3 and doped with Fe3+, Co2+ or Cu2+ were obtained by the modified Pechini method and applied in photodegradation of the textile dye Remazol Golden Yellow and as catalysts in the reduction reaction of nitrogen monoxide (NO). Furthermore, these materials were deposited on the ZrO2 support or Pd2+-doped or Pd impregnated and evaluated in the reduction of NO with CO and NO with NH3. The catalysts were characterized by thermogravimetric analysis (TG/DTA), X-ray diffraction (XRD), ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), infrared spectroscopy (IR), Raman spectroscopy, analysis of the surface area by the BET method, scanning electron microscopy with field emission (FE-SEM) and transmission electron microscopy (TEM). XRD patterns showed a small change in the long range-order for the doped samples due to partial substitution of cations. The Raman spectra indicated that the incorporation of Fe3+, Co2+ and Cu2+ in the CaSnO3 lattice promoted a symmetry breaking, which was confirmed by the change of the band gap values of the samples. The photocatalytic tests of RNL dye were performed in the reactor using a UVC lamp (λ = 254 nm). The catalytic tests were carried out in a reactor containing a gaseous mixture with stoichiometric amounts of nitrogen monoxide (NO) and carbon monoxide (CO) in helium in the temperature range of 300 °C to 700 °C or in a reactor containing a mixture of NO and ammonia (NH3) in helium in the temperature range of 250 °C to 500 °C. The results of the photocatalytic evaluation showed that CaSnO3 doping with transition metals increased the photocatalytic efficiency of the material, especially for the Cu2+ (76% of discoloration), which was related to the while the decrease in the intensity of the photoluminescence spectrum as a function of doping. The catalytic tests of NO with CO showed that Co2+ and Cu2+-doped perovskites showed 100% of conversion, at temperatures above 500ºC. The palladium impregnation promoted the conversion of NO with CO throughout the evaluated temperature range, but it did not favor the reaction of NO with NH3, probably due to the oxidation of NH3 by Pd. The perovskite deposited on the ZrO2 support showed the best catalytic conversion values. The results of FEG and TEM confirmed the deposition of the active phase on the ZrO2 support and indicated the formation of core@shell systems.Estanato de cálcio, CaSnO3, é uma perovskita do tipo ortorrômbica que apresenta aplicações tecnológicas como catalisadores e fotocatalisadores. Neste trabalho, CaSnO3 não dopado e dopado com Fe3+, Co2+ ou Cu2+ foram obtidos pelo método Pechini-modificado e aplicados na fotodegradação do corante têxtil remazol amarelo ouro (RNL), e como catalisadores na reação de redução de monóxido de nitrogênio (NO). Além disso, esses materiais foram depositados sobre o suporte catalítico ZrO2 ou impregnados ou dopados com paládio e avaliados na redução de NO com CO e NO com NH3. Os catalisadores foram caracterizados por análise termogravimétrica (TG/DTA), difração de raios-X (DRX), espectroscopia de absorção na região do ultravioleta e do visível (UV-Vis), espectroscopia vibracional na região do infravermelho (IV), espectroscopia Raman, análise da área superficial (SBET), microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-EC) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os resultados de DRX mostraram uma pequena mudança na ordem a longo alcance das amostras dopadas devido à substituição parcial dos cátions. Os espectros Raman indicaram que a incorporação dos metais Fe3+, Co2+ e Cu2+ na rede do CaSnO3 promoveu quebra de simetria, o que foi confirmado pela mudança nos valores do band gap das amostras. Os ensaios fotocatalíticos do corante RNL foram realizados em reator utilizando uma lâmpada UVC (λ= 254 nm). Por sua vez, os testes catalíticos foram realizados em um reator contendo uma mistura gasosa, com quantidades estequiométricas de monóxido de nitrogênio (NO) e monóxido de carbono (CO), em hélio, na faixa de temperatura de 300°C a 700°C ou em um reator contendo mistura de NO e amônia (NH3), em hélio, na faixa de temperatura de 250°C a 500°C. Os resultados da avaliação fotocatalítica mostraram que a dopagem do CaSnO3 com os metais de transição aumentou a eficiência fotocatalítica do material, sendo mais expressiva para o material dopado com Cu2+ (76% de descoloração), o que foi relacionado à diminuição na intensidade dos espectros de fotoluminescência em função da dopagem. Os testes catalíticos de NO com CO mostraram que as perovskitas mássicas dopadas com Co2+ e Cu2+ apresentaram 100% de conversão, em temperaturas superiores a 500ºC. A impregnação com paládio favoreceu a conversão de NO com CO em toda a faixa de temperatura avaliada, no entanto, desfavoreceu a reação de NO com NH3, provavelmente devido à oxidação de NH3 pelo Pd. As perovskitas depositadas sobre o suporte ZrO2 mostraram os melhores valores de conversão catalítica. Os resultados de MEV-EC e MET confirmaram a deposição da fase ativa sobre o suporte ZrO2 e indicaram a formação de sistemas core@shell

Perovskites of SrSnO3:Fe deposited on commercial supports for reduction of NO with CO

Strontium stannate, SrSnO3, is a perovskite wile orthorhombic structure which has interesting dielectric properties, besides several technological applications such as catalysis of nitrogen oxides. In this work, SrSnO3, SrSn0,9Fe0,1O3-x and Sr0,9Sn0,9Fe0,1O3-x were obtained by the polymeric precursor method using metallic tin as precursor (Sn0) and were deposited on commercial catalytic supports (CeO2, TiO2, -Al2O3 and ZrO2) for application as catalysts in the reaction of reduction of NO with CO. The catalysts were characterized by thermogravimetric analysis (TG / DTA), Xray diffraction (XRD), ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), infrared spectroscopy (IR), Raman spectroscopy, analysis of the surface area by the BET method and scanning electron microscopy with field emission (FE-SEM). The catalytic tests were conducted in a reactor with gas mixture containing stoichiometric quantities of nitrogen monoxide (NO) and carbon monoxide (CO), in helium, in the temperature range from 300 °C to 700 °C. The XRD results showed that the perovskite had a high long-range order, and low amount of secondary phase (SrCO3). The IR spectra confirmed these data by presenting a reduction of vibration bands related to carbonates groups. The Raman spectra and the calculation of the inclination angles among the octahedra indicated a short range disorder. The deposition of perovskite on the supports presented good dispersion. The catalytic tests showed that the perovskite doped with iron showed the best percentage of conversion of NO and CO. The perovskite deposited on the ZrO2 showed the best catalytic conversion.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESO estanato de estrôncio, SrSnO3, é uma perovskita do tipo ortorrômbica que apresenta propriedades dielétricas interessantes, além de várias aplicações tecnológicas, tais como catálise de óxidos de nitrogênio. Neste trabalho, SrSnO3, SrSn0,9Fe0,1O3-x e Sr0,9Sn0,9Fe0,1O3-x foram obtidos pelo método dos precursores poliméricos utilizando estanho metálico como precursor (Sn0) e depositados sobre suportes catalíticos comerciais (CeO2, TiO2, γ-Al2O3 e ZrO2) para aplicação como catalisadores na reação de redução de NO com CO. Os catalisadores foram caracterizados por análise termogravimétrica (TG/DTA), difração de raios-X (DRX), espectroscopia de absorção na região do ultravioleta e do visível (UV-Vis), espectroscopia vibracional na região do infravermelho (IV), espectroscopia Raman, análise da área superficial pelo método de BET e microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-EC). Os testes catalíticos foram realizados em um reator contendo mistura gasosa com quantidades estequiométricas de monóxido de nitrogênio (NO) e monóxido de carbono (CO) em hélio na faixa de temperatura de 300°C a 700°C. Os resultados de DRX mostraram que as perovskitas apresentaram uma alta organização a longo alcance, e diminuição de fase secundária (SrCO3). Os espectros de IV confirmaram estes dados ao apresentarem uma redução das bandas referentes às vibrações de grupos carbonatos. Os resultados de Raman e o cálculo dos ângulos de inclinação entre os octaedros indicaram uma desorganização a curto alcance. As perovskitas depositadas sobre os suportes apresentaram uma boa dispersão. Os testes catalíticos mostraram que as perovskitas dopadas com ferro apresentaram os melhores percentuais de conversão de NO e CO. As perovskitas depositadas sobre o suporte ZrO2 mostraram os melhores valores de conversão catalítica

Utilização das folhas de comigo-ninguém-pode (Dieffenbachia seguine) como bioadsorvente para a remoção de íons metálicos

The heavy metals can become a concern due to the possibility of movement and consequent contamination of superficial layers of soil and groundwater, compromising the health of plants and animals. Among the decontamination methods, bioadsorption has shown good economic and ecological results. In this work, leaves of the comigo-ninguém-pode plant have been used in the removal of Cu2+ ions from aqueous solutions. The leaves of the plants were dehydrated to a constant mass, followed by the spraying and sieving stages. Adsorptions tests were carried out in batch, consisting of 0.5 g of dehydrated leaves with 100 mL of aqueous solutions of CuSO4 in different concentrations. An evaluation of the content of oxalate ions present in the leaves was performed by the permanganimetry technique. Characterization and quantification was performed by X-ray diffraction and atomic absorption spectroscopy. Results of the adsorption tests showed that CNP leaves exhibited 93% of Cu2+ ions removal when tested in a solution whose metal concentration was 600 mg L-1. XRD patterns confirmed that the adsorbed metal incorporated into the structure of the leaves. Kinetic study showed that the adsorption of Cu2+ by the CNP leaves obeys the mathematical model of pseudo-second order. The bioadsorbent tested in this work showed high efficiency in the decontamination of effluents containing Cu2+ ions. The use of the process proposes an efficient decontamination mechanism, of low cost and high ecological value, in addition to promoting functionality to a toxic plant.A presença de metais pesados pode tornar-se motivo de preocupação em função da possibilidade de movimentação e consequente contaminação de camadas superficiais do solo e águas subterrâneas, comprometendo a saúde de plantas e animais. Dentre os métodos de descontaminação, a bioadsorção tem apresentando bons resultados econômicos e ecológicos. Neste trabalho, folhas da planta comigo-ninguém-pode (CNP) foram utilizadas na remoção de íons Cu2+ de soluções aquosas. Realizou-se a desidratação das folhas da planta em estufa, até massa constante, em seguida procedeu as etapas de pulverização e peneiramento. Os ensaios de adsorção foram realizados em batelada, sendo composto por 0.5 g das folhas desidratas com 100 mL de soluções aquosas de CuSO4 com diferentes concentrações. Uma avaliação do teor de íons oxalatos presentes nas folhas foi realizada pela técnica de permanganimetria. A caracterização e quantificação foi realizada pelas técnicas de difração de raios-X e espectroscopia de absorção atômica. Os resultados dos ensaios de adsorção mostraram que as folhas de CNP apresentaram 93% de remoção de Cu2+ quando testados em uma solução cuja concentração do metal foi de 600 mg L-1. Os difratogramas de raios-X confirmaram que o metal adsorvido incorporou na estrutura das folhas. O estudo cinético mostrou que a adsorção de Cu2+ pelas folhas de CNP obedecem ao modelo matemático de pseudossegunda ordem. O bioadsorvente testado neste trabalho apresentou elevada eficiência na descontaminação de efluentes contendo íons Cu2+. A utilização do processo utilizado propõe um mecanismo de descontaminação eficiente, de baixo custo e elevado valor ecológico, além de promover uma funcionalidade a uma espécie de planta tóxica.Palavras chave: Bioadsorção, oxalatos, cinética

Sementes de moringa como coagulante natural no tratamento de água residuária proveniente do abate de rã-touro (Lithobates catesbeianus)

The increasing consumption of clean water has resulted in a large amount of generated effluents and inadequately released to the environment. The aim of this work was to investigate seeds moringa on coagulation, flocculation and sedimentation treatments of liquid effluent from frogs slaughter system. It was evaluated a potential coagulation (mass form and as an extract) by means of jar tests varying the concentration of the coagulant. The parameters had been evaluated: apparent color, turbidity, pH, electrical conductivity, total solids dissolved, oxygen consumed and microbiological analysis. Tests results showed that the use of the moringa was favorable in the treatment of wastewater from frogs, providing removal of 96% for apparent color and 91% of turbidity. It had verified that the extract of moringa reduced in 47.5% the consumed oxygen content and 89% of thermotolerant coliforms (Escherichia coli). These results indicate that the use of moringa has a high potential as a coagulant in the treatment of wastewater, and can serve as a substitute for synthetic chemical coagulants.O crescente consumo de água potável tem resultado em uma grande quantidade de efluentes gerados e lançados de forma inadequada ao meio ambiente. Diante disto, este trabalho teve como objetivo investigar a eficiência do coagulante natural Moringa no tratamento de coagulação, floculação e sedimentação do efluente líquido proveniente do abate de rã-touro. Avaliou-se a potencialidade do coagulante (na forma mássica e como extrato) por meio de testes de jarros variando a concentração do coagulante. Foram avaliados os parâmetros: cor aparente, turbidez, pH, condutividade elétrica, sólidos totais dissolvidos, oxigênio consumido e avaliação microbiológica. Os resultados dos ensaios mostraram que a utilização do extrato de moringa na concentração de 0.125 g L-1 foi favorável no tratamento da água residuária proveniente do abate de rãs, proporcionando uma remoção de 96% da cor aparente e 91% da turbidez. Verificou-se que o extrato de Moringa reduziu em 47.5% o teor de oxigênio consumido e em 89% os coliformes termotolerantes (Escherichia coli). Estes resultados apontam que a utilização das sementes de Moringa possui elevado potencial como coagulante no tratamento de águas residuárias, podendo servir como um substituinte de coagulantes químicos sintéticos.Palavras chave: Efluente, extrato, coliformes