Synthesis, characterization and evaluation of iron oxides and niobium in the removal of dyes in Fenton type reactions and photocatalysis

Jéssica de Souza Ferreira; Thaiane Siqueira dos Santos; Marluce Oliveira da Guarda Souza; André Rosa Martins

doi:10.14808/sci.plena.2020.127201

Authors

Jéssica de Souza Ferreira Instituto Federal da Bahia Rod br 367, R. José Fontana, 1, Porto Seguro - BA, 45810-000
Thaiane Siqueira dos Santos Universidade do Estado da Bahia, Departamento de Ciências Exatas e da Terra. Estradas das Barreiras, s/n, Cabula, Cep. 41195001 - Salvador, BA –Brasil. Mestranda em Química pela Universidade do Estado da Bahia
Marluce Oliveira da Guarda Souza Departamento de Ciências Exatas e da Terra-Campus I Universidade do Estado da Bahia - UNEB Rua Silveira Martins, 2555, Cabula. Salvador-BA. CEP: 41.150-000. Doutora em Química Coordenadora do Programa de Pós-Graduação em Química Aplicada da Universidade do Estado da Bahia
André Rosa Martins Programa de Pós-Graduação em Engenharia dos Materiais Instituto Federal da Bahia Rod br 367, R. José Fontana, 1, Porto Seguro - BA, 45810-000 http://lattes.cnpq.br/9767510238182399 martins.andremar@gmail.com / andremartins@ifba.edu.br http://orcid.org/0000-0001-8933-8080

DOI:

https://doi.org/10.14808/sci.plena.2020.127201

Keywords:

Fenton, photocatalysis, niobium oxide

Abstract

In this work, catalysts based on niobium oxide modified with iron oxide were developed for the photocatalytic treatment of effluents contaminated with dyes. The catalysts were prepared, in different proportions of niobium and iron, using niobium ammonium oxalate salts, iron nitrate and ammonium acetate and calcination at 400 °C. The solids were characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy with Fourier transform, measured at zero point charge and evaluated in adsorption, Fenton reaction type advanced oxidation and methylene blue heterogeneous photocatalysis. It was observed that the increase in niobium concentration increased the values of point of zero charge and decreased the reaction system final pH. The solid with Fe/Nb2 ratio showed the best performance as an adsorbent and in oxidation reaction, followed by the one with Fe / Nb1.5 ratio. The solids showed practically the same result (1.8 eV), in addition, the presence of iron niobite (Fe/Nb1) favored the photocatalytic system.

Author Biographies

Jéssica de Souza Ferreira, Instituto Federal da Bahia Rod br 367, R. José Fontana, 1, Porto Seguro - BA, 45810-000

Licenciada em Química

Bolsita PIBIC

Thaiane Siqueira dos Santos, Universidade do Estado da Bahia, Departamento de Ciências Exatas e da Terra. Estradas das Barreiras, s/n, Cabula, Cep. 41195001 - Salvador, BA –Brasil. Mestranda em Química pela Universidade do Estado da Bahia

Formada em Licenciatura Química pela Universidade do Estado da Bahia. Atualmente mestranda na Universidade do Estado da Bahia, na área de físico-química, com ênfase em Química do Estado Sólido

Marluce Oliveira da Guarda Souza, Departamento de Ciências Exatas e da Terra-Campus I Universidade do Estado da Bahia - UNEB Rua Silveira Martins, 2555, Cabula. Salvador-BA. CEP: 41.150-000. Doutora em Química Coordenadora do Programa de Pós-Graduação em Química Aplicada da Universidade do Estado da Bahia

Possui graduação em Química Industrial pela Universidade Federal da Bahia (1991), mestrado em Físico Química pela Universidade Federal da Bahia (1995) e doutorado em Química pela Universidade Federal da Bahia (2000). Atualmente é professor titular da Universidade do Estado da Bahia, atuando como docente no curso de Licenciatura em Química e no Programa de Pós-Graduação em Química Aplicada (PGQA) do qual foi coordenadora (2010-2014), coordenando também o Programa Institucional de Iniciação Científica (2010-2012). Foi coordenadora de um projeto no âmbito da Rede Sulamericana de Desenvolvimento de Catalisadores (RESUDEC) tendo realizado missão de trabalho no "instituto de investigaciones en catalisis y petroquimica - Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Nacional del Litoral?, Santa Fe Argentina. Desenvolve atividades de pesquisa em Química de Materiais e Catálise Heterogênea tendo investigado os temas isomerização de hidrocarbonetos e reação de HTS. As pesquisas mais recentes são voltadas para fotocatálise heterogênea e síntese de materiais com aproveitamento de resíduos da agroindústria. Integra o quadro de pareceristas do periódico ?Journal of Thermal Analysis and Calorimetry?

André Rosa Martins, Programa de Pós-Graduação em Engenharia dos Materiais Instituto Federal da Bahia Rod br 367, R. José Fontana, 1, Porto Seguro - BA, 45810-000 http://lattes.cnpq.br/9767510238182399 martins.andremar@gmail.com / andremartins@ifba.edu.br

Possui licenciatura (2007), bacharelado (2009), mestrado (2010) e doutorado (2014) em Química, pela Universidade Federal da Bahia. Desde 2012, é professor de Química Geral e Físico-Química no Instituto Federal da Bahia. Membros do Grupo de Pesquisa em Materiais e Catálise e Grupo de Estudo em Formação de Professores. Além disso, compõe o corpo docente do Programa de Pós-Graduação em Educação e Interculturalidade e do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Tem experiência na área de catálise e materiais, com ênfase no desenvolvimento de catalisadores para a produção de hidrogênio/gás de síntese e proteção ambiental. Além disso, vem desenvolvendo atividades na área de ensino de ciências e interculturalidade.