Phytosynthesis of iron oxide nanoparticles and application in the photocatalytic degradation of methylene blue

Autores

Palavras-chave:

photocatalysis, plasmonic resonance, residual biomass

Resumo

Due to their adsorptive and catalytic properties, which result from the physicochemical characteristics of nanomaterials, nanoparticles stand out as effective solutions for removing dyes in effluents from the textile industry. It is known that iron oxide nanoparticles (FeNPs) act an efficient photocatalyst. [1]. These nanoparticles may be synthesized through different approaches, in special attention to the green route, using plant extract as a reducing agent and stabilizer during the synthesis, highlighting for its qualities of being environmentally friendly, having lower toxicity, offering good cost-benefit, consuming less energy and being easily scalable. [2-3]. The water hyacinth (Eichhornia crassipes) is a floating aquatic plant common in rivers and lakes in tropical and subtropical regions, specifically in the São Francisco River (Juazeiro-BA and Petrolina-PE border). It plays a crucial role in aquatic ecosystems, offering shelter and food to various species. Its rapid reproduction can result in uncontrolled growth, causing blockages in waterways and reducing environmental oxygenation. [2]. In the sense, the goal of this research is to synthesize FeNPs using aqueous (W) and ethanolic (E) E. crassipes extract as reducing and stabilizer agent. The synthesis was carrying out according to the literature. [1]. The aqueous (W) or ethanolic (E) extract (40 g∙L-1) and FeCl3∙6H2O (1 mM) were mixed in a 1:1 volume ratio for 60 min at 90 ºC and pH 10. The X ray diffraction (XRD) results suggest the presence of diffraction peaks that may be attributed to the hematite and ferrihydrite, and the broad, low intensity peaks may also indicate the presence of organic molecules from E. crassipes. [1,5]. The FeNPs were evaluated in a Fenton process with methylene blue (MB) and its degradation was monitored by UV-VIS spectroscopy (Figure 1 b-c). FeNPs degraded methylene blue (MB) in a Fenton process, with 80% degradation in 5 min and over 90% in 60 min. The study emphasizes the ecological benefits of using invasive plants for sustainable effluent remediation.

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Biografia do Autor

  • Rômulo Batista Vieira, UNILAB

    Atualmente está como docente (Professor Adjunto I) do curso de Licenciatura em Química, da Universidade da Integração Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira - UNILAB, iniciando suas atividades em junho de 2024. Cursou Bacharelado em Química com Habilitação em Química Industrial (2010) na Universidade Federal do Ceará (UFC), Licenciatura em Química (2016) na Universidade de Franca (UNIFRAN), Mestrado em Química (2013), com área de concentração em Química Inorgânica e Doutorado em Ciências (2017), com área de concentração em Química Inorgânica, na Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Atua nas seguintes áreas: Síntese, Caracterização e Modificações de Superfícies (grafting/funcionalização/silanização) de materiais mesoporosos para aplicação em Adsorção/Captura/Separação de Gases do Efeito Estufa (GHG), dióxido de carbono (CO2), nitrogênio (N2) e metano (CH4), bem como suas misturas binárias. Atualmente a pesquisa está voltada para a utilização de resíduos agroindustriais para a síntese de carvões ativados para remediação de corantes e/ou pesticidas.

  • Saulo Jhonata Brito Cruz Mascarenhas, UNEB

    Estudante de graduação do curso de Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia na Universidade do Estado da Bahia - UNEB. Atuou no projeto de pesquisa: FITOSÍNTESE HIDROTÉRMICA DE NANOPARTICULAS METÁLICAS: ESTUDO DA SÍNTESE E APLICAÇÕES, sob a orientação do Prof. Dr. Rômulo B. Vieira.

  • Gabriel Antunes Lima, UNEB

    Estudante de graduação do curso de Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia na Universidade do Estado da Bahia - UNEB. Atuou no projeto de pesquisa: FITOSÍNTESE HIDROTÉRMICA DE NANOPARTICULAS METÁLICAS: ESTUDO DA SÍNTESE E APLICAÇÕES, sob a orientação do Prof. Dr. Rômulo B. Vieira.

  • Raquel de Pádua Lima, UNEB

    Estudante de graduação do curso de Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia na Universidade do Estado da Bahia - UNEB. Atuou no projeto de pesquisa: FITOSÍNTESE HIDROTÉRMICA DE NANOPARTICULAS METÁLICAS: ESTUDO DA SÍNTESE E APLICAÇÕES, sob a orientação do Prof. Dr. Rômulo B. Vieira.

  • Luana Pereira Gonçalves, UNEB

    Docente do curso de Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia da Universidade do Estado da Bahia - UNEB. É doutora em Genética e Biologia Molecular pela Universidade Estadual de Santa Cruz (UESC) vinculada ao Centro de Pesquisa de Biotecnologia e Genética (CBG) nos laboratórios de Cultura de Tecidos, Genômica e Proteômica. Licenciada em Ciências Biológicas pela Universidade do Estado da Bahia (UNEB), Campus VII (Departamento de Educação). Experiência na área de Biologia Molecular, Genética e Biotecnologia, com ênfase no uso de tecnologias de sequenciamento de nova geração (NGS) para análise de Transcriptomas. Desenvolveu pesquisa no Instituto Senai de Inovação - Sistema Avançados de Saúde (ISI-SAS - SENAI/CIMATEC) com o Projeto Vacina RNA MCTI CIMATEC HDT.

Referências

[1] ALTAF, S. et al. Ecotoxicol. Environ. Saf., 226, 112826, 2021.

[2] MARTÍNEZ-ESPONISA, J. C.; RAMÍREZ-MORALES, M. A.; CARRETA-CERRITOS, R. Crystals. 12, 814, 2022.

[3] ASHRAF, I.; SINGH, N. B.; AGARWAL, A. Mater. Today: Proc., 72, 311-316, 2023.

[4] MOHAMED, A. et al. Sci. Rep., 13, 7227, 2023.

[5] WANG, J. et al. PLoS One, 7, 8, e43478, 2012.

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Publicado

15-11-2024

Edição

Seção

Catálise ambiental, fotocatálise e eletrocatálise.

Como Citar

VIEIRA, Rômulo; MASCARENHAS, Saulo Jhonata; LIMA, Gabriel; LIMA, Raquel; GONÇALVES, Luana. Phytosynthesis of iron oxide nanoparticles and application in the photocatalytic degradation of methylene blue. XIV Encontro de Catálise do Norte, Nordeste e Centro-Oeste, Brasil, 2024. Disponível em: https://submissao.sbcat.org/index.php/xivencat/article/view/21. Acesso em: 26 dez. 2024.

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