Síntese e caracterização do compósito SnFe2O4/polipirrol para utilização na degradação do corante tartrazina via processo foto-fenton

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Data
2019-07-22Primeiro coorientador
Silvestri, Siara
Primeiro membro da banca
Oliveira, Jivago Schumacher de
Segundo membro da banca
Rhoden, Cristiano Rodrigo Bohn
Metadata
Mostrar registro completoResumo
Uma das grandes preocupações com o meio ambiente e com a vida aquática está relacionada a descarga
de efluentes contendo corantes sintéticos. Dentre os corantes sintéticos mais utilizados pode-se destacar
a tartrazina, um corante azo, amarelo limão, utilizado nas indústrias de corantes alimentícios, cosméticos
e têxteis. Essas águas residuais podem conter elevada coloração, moderado teor orgânico, grandes
quantidades de substâncias tóxicas, não biodegradáveis e altamente resistentes no meio ambiente, sendo
difíceis de degradar pelos métodos convencionais, impossibilitando atingir os padrões de lançamento
em corpos hídricos. Como alternativa de tratamento desses resíduos líquidos, surgem os processos de
oxidação avançada, destacando-se o processo foto-Fenton, que é a combinação de um poderoso agente
oxidante (como o H2O2), um fotocatalisador a base de ferro (por exemplo as ferritas) e radiação UVVis.
Entretanto, estudos relatam que um problema apresentado pelos óxidos semicondutores, quando
empregados puros como fotocatalisadores, está relacionado às altas taxas de recombinação que ocorrem
entre os pares elétrons/lacuna, formados após a ativação. Assim, a utilização de fotocatalisadores
suportados é uma técnica aplicada para melhorar o desempenho fotocatalítico de um semicondutor e
contornar esse problema. No presente estudo, a SnFe2O4 foi sintetizada e em seguida um compósito
inédito foi formado, suportando diferentes massas de SnFe2O4 no polipirrol (um polímero condutor).
Testes preliminares indicaram uma maior redução da cor da solução de corante tartrazina utilizando o
compósito contendo 10% de SnFe2O4, quando comparado a SnFe2O4 pura e em porcentagens de 5 e
15%. As caracterizações das amostras demonstraram que a SnFe2O4 pode estar no interior dos poros do
polipirrol, sugerindo a formação do compósito. Os principais parâmetros operacionais da reação tais
como pH da solução e dosagem de H2O2 foram avaliados utilizando um fotorreator de escala
laboratorial exposto em irradiação UV-Vis artificial. A redução da cor foi escolhida como variável
resposta. pH 3 e dosagem de 34 μL de H2O2 demonstraram maior eficiência, removendo 98% da cor
em 60 minutos. Isto pode estar atrelado à formação de reagentes de Fenton em condição ácida (geração
de radicais •OH) e ao fato de que concentrações muitos elevadas ou muito baixas de H2O2 não favorecem
o processo. O reciclo do material demostrou que ele é estável, apresentando elevadas eficiências após
oito reutilizações. O processo foto-Fenton com luz artificial foi comparado com o solar, demostrando
eficiência de remoção de cor em ambos os processos. Uma captura dos principais radicais foi realizada,
evidenciando que os radicais •O2
− e •OH atuam no processo foto-Fenton. Após a análise de
cromatografia foi possível verificar a degradação da molécula em fragmentos de menor massa. Por fim,
foi sugerido um mecanismo com base nos resultados obtidos. De acordo com todas as caracterizações e
testes de atividade catalítica, esse compósito tem atividade promissora frente a degradação de poluentes
aquosos.
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