Síntese de BiVO4 dopados com RuO2 aplicados na degradação eletroquímica

dc.contributor.advisor-co1Gomes , Janaina Fernandes
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6718634914051168
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-9542-8944
dc.contributor.advisor1Gonzaga, Isabelle Maria Duarte
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/2406568597487320
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-8117-0295
dc.contributor.authorFrancisco , Juliana Lucca
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/5955994692070952
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0001-6922-5636
dc.date.accessioned2025-09-17T12:22:05Z
dc.date.issued2025-07-07
dc.description.abstractThe release of recalcitrant compounds from industries, hospitals, and agriculture into water bodies is considered a major global challenge, as these substances cause significant damage to the ecosystem. Based on this scenario, advanced electrochemical oxidative processes (AEPs) were analyzed as an alternative for pollutant mineralization. AEPs are based on the electrogeneration of oxidizing species, and the choice of material is crucial, as different species will be formed depending on the substance and the process. Therefore, the proposed work aimed to study and compare the anodic properties in chlorine of a promising and inexpensive n-type semiconductor, bismuth vanadate (BiVO4), and the same material doped with 1% ruthenium (Ru), which has excellent electrocatalytic properties. Therefore, through electrochemical and physical characterizations, the response of the doped material was analyzed to degrade two widely used antibiotics, sulfadiazine and sulfamethoxazole. The project began with the synthesis of pure and doped BiVO4 through electrodeposition of a bismuth(III) nitrate solution in ethylene glycol and the addition of a vanadyl acetylacetonate solution in dimethyl sulfoxide, followed by calcination and removal of excess vanadium. It is worth noting that the synthesis of the doped material follows the same procedure, the only difference being the addition of 1 mM ruthenium chloride to the bismuth solution. The materials produced were characterized physically and electrochemically. X-ray diffractometry confirmed the formation of monoclinic BiVO4, and its homogeneous morphology was observed by scanning electron microscopy. The doped material presented some agglomerates in its structure, possibly indicating greater film roughness, which would promote increased contact surface area. It also has a monoclinic structure, similar to the material without the addition of Ru. Furthermore, linear sweep voltammetry of the materials was analyzed over a range of -0.7 to 1.5 V vs. Ag/AgCl/KClsat, and the open-circuit potential was obtained for impedance analysis in sodium chloride solutions. Finally, the degradation of the selected pollutants was performed under optimized conditions, i.e., using the best material and potential considering the compounds typically observed in real effluents, accounting for the time required for complete decomposition of the compound.eng
dc.description.resumoO lançamento de compostos recalcitrantes, oriundos das indústrias, hospitais e agricultura nos corpos hídricos é considerado um grande desafio de ordem global, uma vez que essas substâncias causam danos significativos ao ecossistema. Partindo desse cenário, analisou-se que processos eletroquímicos oxidativos avançados (PEOA) são uma alternativa para a mineralização de poluentes. Os PEOA são baseados na eletrogeração de espécies oxidantes e a escolha do material é crucial, pois a depender da substância e do processo, diferentes espécies serão formadas. Portanto, o trabalho proposto teve o intuito de realizar o estudo e a comparação das propriedades anódicas em meio cloro de um semicondutor tipo n, promissor e barato, o vanadato de bismuto (BiVO4) e do mesmo material dopado com 1% de rutênio (Ru), que possui excelentes propriedades eletrocatalíticas. Logo, por meio de caracterizações eletroquímicas e físicas, foi analisada a resposta do material dopado a fim de realizar a degradação de dois antibióticos amplamente utilizados, a sulfadiazina e o sulfametoxazol. O desenvolvimento do projeto, teve início com a síntese do BiVO4 puro e dopado, por meio da eletrodeposição da solução de nitrato de bismuto (III) em etilenoglicol e a adição da solução de acetilacetonato de vanadil em dimetilsulfóxido seguida da calcinação do material e a retirada do excesso de vanádio. Vale destacar que a síntese do material dopado possui o mesmo procedimento, tendo como diferença apenas a adição de 1 mM de cloreto de rutênio à solução de bismuto. Os materiais produzidos foram caracterizados física e eletroquímicamente. Na difratometria de raios X foi confirmada a formação do BiVO4 monoclínico e sua morfologia homogênea pode ser observada por microscopia eletrônica de varredura, o material dopado apresentou alguns aglomerados em sua estrutura podendo indicar uma maior rugosidade dos filmes, o que promoveria o aumento da superfície de contato, e possui uma estrutura monoclínica assim como o material sem a adição de Ru. Além disso, analisou-se a voltametria linear de varredura dos materiais, em uma faixa de -0,7 até 1,5 V vs Ag/AgCl/KClsat, e obteve-se o potencial de circuito aberto para a realização de análises de impedância, em soluções de cloreto de sódio. Por fim, realizou-se a degradação dos poluentes selecionados nas condições otimizadas, ou seja, utilizando o melhor material e potencial considerando os compostos que são normalmente observados em efluentes reais, contabilizando o tempo necessário para decomposição total do composto.por
dc.identifier.citationFRANCISCO , Juliana Lucca. Síntese de BiVO4 dopados com RuO2 aplicados na degradação eletroquímica. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22776.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22776
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseEngenharia Química - EQ
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectCompostos recalcitrantespor
dc.subjectProcessos eletroquímicos oxidativos avançadospor
dc.subjectVanadato de bismutopor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
dc.subject.ods6. Água Potável e Saneamento
dc.titleSíntese de BiVO4 dopados com RuO2 aplicados na degradação eletroquímicapor
dc.title.alternativeSynthesis of RuO2-doped BiVO4 applied in electrochemical degradationeng
dc.typeTCC

Arquivos

Pacote Original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
TG_Juliana Lucca Francisco - Correção.pdf
Tamanho:
1.44 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format

Coleções