Publicação
Treatment of wastewater containing pharmaceutical compounds by catalytic wet peroxide oxidation using clay-based materials as catalysts
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia::Engenharia Química | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Gomes, Helder | |
| dc.contributor.advisor | Sgorlon, Juliana | |
| dc.contributor.advisor | Díaz de Tuesta, Jose Luis | |
| dc.contributor.author | Silva, Adriano S. | |
| dc.date.accessioned | 2019-09-03T15:14:57Z | |
| dc.date.available | 2019-09-03T15:14:57Z | |
| dc.date.issued | 2019 | |
| dc.date.submitted | 2018 | |
| dc.description | Dupla diplomação UTFPR | pt_PT |
| dc.description.abstract | This work deals with the treatment of wastewater containing paracetamol, used as a model pharmaceutical emergent pollutant, by catalytic wet peroxide oxidation using clay-based materials as catalysts. The catalysts prepared in this work were clays activated through acid treatment and clays pillared with Co and Fe. For the preparation, natural clays from four different regions of Kazakhstan were used: Akzhar, Asa, Karatau and Kokshetau. The FTIR analysis showed that the pillared clays have a higher amount of iron in its structure when compared with the natural materials, suggesting that the intercalation of iron was successful. The N2 adsorption isotherms obtained were classified as Type II, typical of macroporous materials. The acid characterization showed that the procedures used for the preparation of the acid activated clays and of the pillared clays caused structural modifications. After the preparation and characterization, the pillared materials were tested in the degradation of paracetamol by catalytic wet peroxide oxidation (CWPO). Paracetamol concentration, hydrogen peroxide concentration and total organic carbon analysis (TOC) were followed against time. The material with the best activity was the Kokshetau pillared clay (KOP), with a complete conversion of the pollutant being obtained between 240 and 360 minutes of reaction, followed by a negligible iron leaching of 0.011 %. This leaching left the reaction system with a concentration of 0.089 mg/L of Fe, which is lower than the limit established by the European legislation for discharge in natural water courses (2 mg/L). Since the Kokshetau pillared clay presented the best result, other Kokshetau-based samples (activated, calcined and natural) were also tested in the CWPO of paracetamol. The higher efficiency of KOP in the CWPO of paracetamol can be explained by the fact that this material has a higher acidity, basicity and surface area when compared to the other pillared samples. | pt_PT |
| dc.description.abstract | Este trabalho aborda o tratamento de águas residuais que contém paracetamol, como poluente emergente modelo, por oxidação humida com peróxido de hidrogênio usando argilas como catalisadores. Os catalisadores a base de argila preparados neste trabalho foram as argilas ativadas mediante tratamento com ácido e as argilas pilarizadas com Cobalto e Ferro. Para o preparo, foram utilizadas argilas naturais de quatro regiões diferentes no Cazaquistão: Akzhar, Asa, Karatau e Kokshetau. A análise de FTIR mostrou que as argilas pilarizadas possuem uma maior quantidade de Ferro na sua estrutura quando comparado com os outros materiais, o que pode indicar que o processo de intercalação do metal na estrutura da argila obteve sucesso. Os resultados obtidos para as isotermas de adsorção de N2 foram usados para classificar o material como Tipo II, atribuída a materiais macroporoso. A caracterização ácida mostrou que os procedimentos usados para preparar a argila pilarizada e a argila ativada causaram modificações estruturais no material. Após a preparação e caracterização, as argilas pilarizadas foram testadas na degradação do paracetamol por meio da catálise húmida com peróxido de hidrogênio. A fim de avaliar a variação da concentração de paracetamol, peróxido de hidrogênio e a variação do teor de carbono orgânico total, amostras foram coletadas em diferentes tempos. O material com a melhor atividade foi a amostra de argila Kokshetau pilarizada (KOP), apresentando uma conversão completa do poluente entre 240 e 360 minutos de reação e uma quantidade de Ferro lixiviado de 0.011%. Essa porcentagem de lixiviação deixou o sistema reativo com uma concentração de Ferro de 0.089 mg/L, um valor menor que o valor limite estabelecido pela legislação (2 mg/L). Como entre as pilarizadas a amostra de Kokshetau demonstrou o melhor resultado, outras amostras a base de Kokshetau (ativada, calcinada e natural) também foram testadas na CWPO do paracetamol. O melhor desempenho da Kokshetau pilarizada pode ser justificado pelo fato de o material possuir uma maior quantidade de acidez, basicidade e área superficial com relação as outras argilas pilarizadas. | pt_PT |
| dc.description.sponsorship | To VALORCOMP for the financial support and to LSRE-LCM for the opportunity to acquire knowledge in the catalysis field. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 202279308 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10198/19537 | |
| dc.language.iso | eng | pt_PT |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | pt_PT |
| dc.subject | Activated clays | pt_PT |
| dc.subject | Pillared clays | pt_PT |
| dc.subject | CWPO | pt_PT |
| dc.subject | Paracetamol | pt_PT |
| dc.subject | Contaminants of emerging concern | pt_PT |
| dc.title | Treatment of wastewater containing pharmaceutical compounds by catalytic wet peroxide oxidation using clay-based materials as catalysts | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| person.familyName | Silva | |
| person.givenName | Adriano S. | |
| person.identifier.ciencia-id | 3E14-5049-B09D | |
| person.identifier.orcid | 0000-0002-6795-2335 | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| relation.isAuthorOfPublication | 3ba90ba4-aac8-4892-a30f-25a10bc27298 | |
| relation.isAuthorOfPublication.latestForDiscovery | 3ba90ba4-aac8-4892-a30f-25a10bc27298 | |
| thesis.degree.name | Engenharia Química | pt_PT |