Rotas de sínteses químicas para obtenção de nanopartículas de Ag/Y-Al2O3 e Ag/ZnO com propriedades bactericidas

The progressive demand for water has made the treatment and reuse of effluents a subject of worldwide relevance. Considering this situation, the use of nanometric materials have been investigated in order to obtain nanocomposites with anti-bacterial properties. In the search for these new materials,...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal:	Moreira, Micheline Damião Dias
Outros Autores:	Paskocimas, Carlos Alberto
Formato:	doctoralThesis
Idioma:	por
Publicado em:	Brasil
Assuntos:	Nanotecnologia Materiais Alumina Óxido de zinco Prata Impregnação Hidrotermal por micro-ondas Sonoquímica Atividade bactericida CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Endereço do item:	https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23497
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description	The progressive demand for water has made the treatment and reuse of effluents a subject of worldwide relevance. Considering this situation, the use of nanometric materials have been investigated in order to obtain nanocomposites with anti-bacterial properties. In the search for these new materials, several methodologies and preparation techniques have been developed with the purpose of controlling the shapes and the sizes of the particles to, consequently, improve and optimize their properties. This work consists in the achievement, characterization and antibacterial evaluation of nanocomposites obtained by the impregnation of silver (Ag) in commercial alumina (Y-Al2O3) and zinc oxide (ZnO) by different synthesis routes: microwave-assisted hydrothermal method, sonochemical, and an association of sonochemical and hydrothermal methods, intended to the disinfection of wastewater. A comparative study was performed between the Y-Al2O3 and ZnO nanoparticles, synthesized by sonochemical and microwave-assisted hydrothermal methods, investigating the influence of the composition and the distribution of the particle size on the properties of these. Impregnations of 4%, 8%, 12% and 16% of Ag in Y-Al2O3 and in ZnO were tested. The nanoparticles were applied in an effluent coming from a compact WTP (Wastewater Treatment Plant), after the secundary treatment stage, through bacteriological analyzes, and then the efficiency in the removal of pathogenic indicators of contamination was evaluated. The results concerning the use of the ZnO nanocomposite impregnated with 8% Ag, in the ratio of 0,3g/300mL, for a calculated time of 30 minutes, showed an eficiency of 99,99% in the removal of total coliforms, thermotolerant coliforms and Escherichia coli, reaching standards equal or superior to the already established techniques of disinfection. The network parameters of the nanocomposites obtained through XRD, together with the FRX characterization techniques, particle size analysis and the micrographs from the SEM/FEG and EDS confirmed the adequate impregnation of silver in the oxides. The ICP-OES plasma optical emission spectrometry revealed that all the analyzed samples showed a silver quantity below the detection limit LD<0.50 mg/L, complying the maximum levels established by the current standards, regarding the toxicity to health and the environment.
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In the search for these new materials, several methodologies and preparation techniques have been developed with the purpose of controlling the shapes and the sizes of the particles to, consequently, improve and optimize their properties. This work consists in the achievement, characterization and antibacterial evaluation of nanocomposites obtained by the impregnation of silver (Ag) in commercial alumina (Y-Al2O3) and zinc oxide (ZnO) by different synthesis routes: microwave-assisted hydrothermal method, sonochemical, and an association of sonochemical and hydrothermal methods, intended to the disinfection of wastewater. A comparative study was performed between the Y-Al2O3 and ZnO nanoparticles, synthesized by sonochemical and microwave-assisted hydrothermal methods, investigating the influence of the composition and the distribution of the particle size on the properties of these. Impregnations of 4%, 8%, 12% and 16% of Ag in Y-Al2O3 and in ZnO were tested. The nanoparticles were applied in an effluent coming from a compact WTP (Wastewater Treatment Plant), after the secundary treatment stage, through bacteriological analyzes, and then the efficiency in the removal of pathogenic indicators of contamination was evaluated. The results concerning the use of the ZnO nanocomposite impregnated with 8% Ag, in the ratio of 0,3g/300mL, for a calculated time of 30 minutes, showed an eficiency of 99,99% in the removal of total coliforms, thermotolerant coliforms and Escherichia coli, reaching standards equal or superior to the already established techniques of disinfection. The network parameters of the nanocomposites obtained through XRD, together with the FRX characterization techniques, particle size analysis and the micrographs from the SEM/FEG and EDS confirmed the adequate impregnation of silver in the oxides. The ICP-OES plasma optical emission spectrometry revealed that all the analyzed samples showed a silver quantity below the detection limit LD<0.50 mg/L, complying the maximum levels established by the current standards, regarding the toxicity to health and the environment. A progressiva demanda por água tem feito do tratamento e reutilização de efluentes um tema de relevância mundial. Considerando tal situação, vêm sendo realizadas investigações acerca do uso de materiais nanométricos para obtenção de nanocompostos com propriedades antibacterianas. No sentido de aperfeiçoar a obtenção de novos materiais, várias metodologias e técnicas de preparação têm sido desenvolvidas com o objetivo de controlar a forma e tamanho de partículas, o que, consequentemente, irá melhorar e otimizar suas propriedades. Este trabalho consiste na obtenção, caracterização e avaliação antibacteriológica de nanocompostos obtidos pela impregnação da prata (Ag) na alumina comercial (Y-Al2O3) e no óxido de zinco (ZnO) a partir de diferentes rotas de sínteses: método hidrotermal assistido por micro-ondas, sonoquímico e associação do sonoquímico e hidrotermal, destinados a desinfecção de águas residuárias. Realizou-se um estudo comparativo entre as nanopartículas Y-Al2O3 e ZnO sintetizada via métodos sonoquímico e hidrotermal por micro-ondas, averiguando a influência da composição e distribuição do tamanho de partículas nas propriedades destas. Foram testadas impregnações de 4%, 8%, 12% e 16% de Ag na Y-Al2O3 e no ZnO. Aplicou-se os nanopós em efluente proveniente de ETE compacta (Estação de tratamento de esgoto), após a etapa do tratamento secundário, e em seguida, avaliou-se através de análises bacteriológicas, a eficiência na remoção dos indicadores patogênicos de contaminação. Os resultados referentes ao emprego do nanocompósito ZnO impregnado com 8% de Ag, na proporção de 0,3g/300mL, por um tempo de contato de 30 minutos, apontaram uma eficiência de 99,99% na remoção de coliformes totais, coliformes termotolerantes e Escherichia coli, alcançando padrões iguais ou superiores às técnicas já consagradas de desinfecção. Os parâmetros de rede dos nanocompostos obtidos através de DRX, juntamente com as técnicas de caracterizações FRX, análise granulométrica e as micrografias provenientes do MEV/FEG e EDS confirmaram a adequada impregnação da prata nos óxidos. Através da espectrometria de emissão óptica com plasma- ICP-OES foi revelado que todas as amostras analisadas apresentaram uma quantidade de prata inferior ao limite de detecção LD<0,50mg/L, atendendo aos teores máximos estabelecidos pelas normas vigentes, quanto a toxidade à saúde e ao meio ambiente. 2017-06-14T00:20:11Z 2017-06-14T00:20:11Z 2017-04-27 doctoralThesis MOREIRA, Micheline Damião Dias. Rotas de sínteses químicas para obtenção de nanopartículas de Ag/Y-Al2O3 e Ag/ZnO com propriedades bactericidas. 2017. 145f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23497 por Acesso Aberto application/pdf Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

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