Characterization of zero valent iron prepared from by-product of pickling line and its decomposition reaction activity

ResumoA utilização de nanopartículas de ferro de valência zero (nZVI) empregadas na degradação de um corante reativo foi avaliado neste trabalho. O ferro elementar utilizado foi caracterizado pela técnica de difração de raios-X (DR-X), e os picos de difração foram obtidos nos ângulos de 44,75°, 65,1° e 82,5°. O primeiro ângulo estava associado ao ferro elementar com estrutura cristalina de cubo de corpo centrado, com maior intensidade e para os demais ângulos foram observados a mesma fase, em uma menor proporção intensidade de contagem. Os ensaios foram realizados, em valores de temperatura e pH estabelecidos.Os resultados obtidos mostraram que ao utilizar uma concentração de 20 mg.L -1 do corante e uma massa de 20 e 50 mg de nZVI, tanto em valor de pH igual a 2,0 ou 3,0, foi possível notar a degradação do corante, em função do tempo. As constantes cinéticas de degradação do corante foram obtidas a partir dos ensaios em temperaturas de 25, 35, 45 e 50 °C, para uma massa de nZVI igual a 20 mg; concentração do corantede 20 mg.L -1 ; pH ajustado e mantido em 3,0 com uma velocidade de agitação de 150 rpm. A máxima degradação do corante ocorreu após 70 minutos de experimento, para uma concentração de 20 mg.L -1 de corante, massa de nZVI utilizada de 20 mg e o pH ajustado em 3,0, possibilitando assim, atingir uma eficiência de degradação superior a 80%. A partir dos dados cinéticos obtidos, foi possível determinar a energia de ativação do sistema, sendo este valor igual a 25,8 kJ.mol, sugerindo um mecanismo difusional ao sistema. AsnZVI empregadas na degradação do corante permitiram observar que o processo ocorreu através da transferência de elétrons, em meio ácido, no qual o ferro se oxidava e a estrutura do corante se reduzia, ao longo do tempo. Palavras-Chave: Nanopartículas de ferro de valência zero; Degradação; Corante reativo; cinética. Felipe Sombra Santos*, Lidia Yokoyama, Fabiana Valeria FonsecaZero valent iron nanoparticles using the deterioration of dye reactive RED 243 Utilização de nanopartículas de ferro zero na degradação do corante reativo RED 243 AbstractThe use of nanoparticles of zero valent iron (nZVI) employed in the degradation of a reactive dye was evaluated in this work. The nZVI used was characterized by the technique of X-ray diffraction (X-DR), and diffraction peaks were obtained at angles of 44.75 °, 65.1 ° and 82.5 °. The first angle was associated with elemental iron crystal structure of body-centered cube, with higher intensity and for the other angles were observed at the same phase in a minor proportion count intensity. The tests were performed at temperatures and pH values established. The results showed that by using a dye concentration of 20 mg.L -1 and a mass of 20 and 50 mg of nZVI in both pH value equal to 2.0 or 3.0, it was possible to notice the degradation of dye by the time. The kinetic constants of dye degradation were obtained from the testing temperatures of 25, 35, 45 and 50 °C, for a nZVI mass equal to 20 mg; dye concentration of 20 mg.L -1; pH adjusted and maintained at...

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“…Tais valores dos ângulos de difração mencionados também são citados em outras literaturas existentes. (Kim, 2009;Lin, 2010;Sun, 2006) …”

Section: Methodsunclassified

“…Segundo Nurmi (2005), a síntese de nZVI pode ser obtida por diferentes metodologias, como via hidrogenação (Zhang, 2011), decomposição térmica (Karlsson, 2005), via oxidação do hidrogênio gasoso (Kim, 2009) e via reação com borohidreto de sódio (Soeira, 2007;Souza, 2007;Sun, 2006;Sun, 2007).…”

Section: Introductionunclassified

Utilização De Nanopartículas De Ferro Zero Na Degradação Do Corante Reativo Red 243

Santos¹,

Yokoyama²,

Fonseca³

2016

R. Eletr. TECCEN

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“…Estas partículas vêm sendo utilizadas em barreiras reativas permeáveis, capaz de degradar contaminantes existentes em uma pluma contaminada in loco, através de processos físicos, químicos e biológicos [2][3][4][5]. A síntese de nanopartículas de FVZ pode ser obtida por diferentes metodologias [6], tais como, via hidrogenação [7], decomposição térmica [8], via oxidação do hidrogênio gasoso [9] e via reação com borohidreto de sódio [10][11][12][13][14][15][16][17]. A caracterização das nanopartículas de FVZ vem sendo estudada na literatura, através de ensaios de difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), potencial isoelétrico (PIE), espectrometria de fluorescência de raios-X (FRX), potencial zeta (), dentre outros [15][16][17][18].…”

Section: Introductionunclassified

Síntese E Caracterização De Nanopartículas De Ferro De Valência Zero

Santos¹,

Thode²,

Yokoyama³

et al. 2018

ABM Proceedings

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ResumoEste trabalho tem por objetivo principal sintetizar e caracterizar nanopartículas de ferro de valência zero (nFVZ) para degradação de substâncias recalcitrantes, através de Processos Oxidativos Avançados. A primeira etapa consiste na sintetização nFVZ, através da reação utilizando reagentes ferrosos, com o agente redutor borohidreto de sódio, em condições controladas (pH, temperatura e velocidade de agitação do sistema). Agentes complexantes e dispersantes, como o ácido cítrico e o etilenoglicol, respectivamente, foram utilizados durante a sinterização para avaliar a variação da formação do tamanho das partículas obtidas. A caracterização foi realizada através dos ensaios de distribuição de tamanho de partículas, microscopia óptica interfacial e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Foi observado que a concentração de ácido cítrico de 0,009 mols e o volume de 100 mL de etilenoglicol, mostraram-se como os melhores valores obtidos. Todavia o ácido se tornou um interferente na reação ao ser utilizado com o SDS. Os resultados da microscopia eletrônica de transmissão comprovam que as partículas obtidas estão na escala nanométrica. Palavras-chave: Síntese; Caracterização; Nanopartículas; Ferro de valência zero. SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF ZERO VALENT IRON NANOPARTICLES AbstractThe main prupose of this work are synthesis and characterization of nanoparticle zero valent iron (nZVI) for degradation of recalcitrant substances, by Advanced Oxidation Process. The first step consists in nZVI synthesis, by reaction using ferrous reagents with sodium borohydrate, under controlled conditions as pH, temperature and stirring speed system. Complexant agents and dispersants, such as citric acid and ethylene glycol, respectively, were used during the synthesis to evaluate the variation of the particle size obtained. The characterization The characterization was carried out using the particle size distribution tests, interfacial optical microscopy and transmission electron microscopy (TEM). It was observed that the citric acid concentration of 0.009 moles, and volume of 100 ml of ethylene glycol were shown to be the best values obtained. However, the acid has become an interference when used in the reaction with SDS. The transmission electron microscopy results had shown that the particles were synthesized at the nanometric scale, as expected. .

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“…Essas barreiras por serem permeáveis criam uma área de tratamento reativa, interceptando a pluma contaminada, removendo "in loco" a pluma contaminada, através de processos físicos, químicos e biológicos. (Arruda, 2005) A síntese de nanopartículas de nZVI (nano partícula de Ferro de Valência Zero) pode ser obtida por diferentes metodologias, segundo Nurmi (2005), tais como, via hidrogenação (Zhang, 2011), decomposição térmica (Karlsson, 2005), via oxidação do hidrogênio gasoso (Kim, 2009) e via reação com borohidreto de sódio (Soeira, 2007;Souza, 2007;Sun, 2006;Sun 2007) O objetivo deste trabalho é avaliar a degradação de um corante através do auxílio de nanopartículas de ferro de valência zero em contato direto com a solução do corante. A partir dos resultados obtidos, será definido o ensaio que apresentou as melhores remoções.…”

Section: Introductionunclassified

Utilização De Nanopartículas De Ferro Zero Na Degradação Do Corante Reactive Red 243

et al. 2016

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Resumo: A utilização de nanopartículas de ferro de valência zero para promoção da degradação de um corante reativo foi avaliado nesse estudo. Foi avaliada a eficiência de degradação do corante em diferente valor de pH, concentração do corante e a concentração das nano partículas de ferro de valência zero (nZVI). O ferro utilizado foi caracterizado por difração de raios-X, e o seu ângulo de difração foi de 44,75°. As amostras após os experimentos foram lidas em um espctrofotômetro a 517 nm. Os ensaios mostraram que em uma concentração de 9 mg de ferro não foi possível observar degradação do corante, em concentrações de 20 e 100 mg.L -1 . Já quando utilizou uma concentração de 20 mg.L -1 de corante e 20 e 50 mg de nZVI, tanto em pH igual a 2,0 ou 3,0, foi possível notar a degradação do corante. Os resultados mostraram que a degradação cinética é de primeira ordem, e apresenta uma constante para temperatura de 298 da ordem de 3,6x10 -4 s -1 . A máxima degradação, aproximadamente 80%, apresentada ocorreu em 70 minutos de experimento com 20 mg.L -1 de corante, 50 mg de nZVI, e um valor de pH igual a 2,0. Tais resultados indicam que esse tipo de ensaio poderá ser otimizado quando for testado junto a peróxido de hidrogênio.Palavras-chave: Nanopartículas de ferro, corante, degradação, cinética.

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Characterization of zero valent iron prepared from by-product of pickling line and its decomposition reaction activity

Cited by 8 publications

References 14 publications

Utilização De Nanopartículas De Ferro Zero Na Degradação Do Corante Reativo Red 243

Utilização De Nanopartículas De Ferro Zero Na Degradação Do Corante Reativo Red 243

Síntese E Caracterização De Nanopartículas De Ferro De Valência Zero

Utilização De Nanopartículas De Ferro Zero Na Degradação Do Corante Reactive Red 243

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