Biochar como suporte de fotocatalisadores a base de ferro para degradação de corantes via processo foto-fenton heterogêneo
Visualizar/ Abrir
Data
2023-07-17Primeiro coorientador
Silvestri, Siara
Primeiro membro da banca
Fajardo, André Ricardo
Segundo membro da banca
Sirtori, Carla
Terceiro membro da banca
Oliveira, Jivago Schumacher de
Quarto membro da banca
Souza, Darliana Mello
Metadata
Mostrar registro completoResumo
Os corantes rodamina B, ponceau, azul de metileno e tartrazina estão entre os corantes mais
utilizados principalmente nas indústrias têxtil e alimentícia. Uma das principais técnicas
estudadas para remover esses poluentes das águas residuárias são os Processos Oxidativos
Avançados com destaque para o processo foto-Fenton heterogêneo, que consiste na combinação
de um fotocatalisador à base de ferro, um agente oxidante e radiação UV-Vis. Devido a
recombinação entre os pares elétron/lacuna, aglomeração das partículas e maior valor de band
gap dos fotocatalisadores quando puros, uma vantagem é suportá-los em outro material e, assim
contornar esse problema. Dessa forma, no presente estudo, as ferritas CuFe2O4, CoFe2O4,
ZnFe2O4 e MgFe2O4 foram sintetizadas e suportadas em biochar de bagaço de malte, quitina e
borra de café, respectivamente. Os compósitos foram caracterizados por DRX, FT-IR, MEVEDS e UV-Vis. Os resultados das caracterizações mostraram que a síntese foi efetiva, assim
como o suporte. As energias de band gap dos fotocatalisadores suportados foram inferiores aos
das ferritas puras. As ferritas CuFe2O4, CoFe2O4, ZnFe2O4 e MgFe2O4 puras, obtiveram
eficiências de 39, 78, 38 e 52% para a remoção da cor dos corantes rodamina B, ponceau, azul
de metileno e tartrazina, respectivamente. Por outro lado, os compósitos obtiveram melhores
eficiências: 88% para rodamina B (CFO1BM3) e 100% para ponceau, azul de metileno e
tartrazina (CFO1BQ1, ZFO1BC1 e MFO1BC1, respectivamente) no mesmo período de tempo.
Quando os novos fotocatalisadores suportados foram aplicados ao processo foto-Fenton, houve
maior degradação utilizando os materiais suportados em biochar em comparação as ferritas
puras. Comprovando que o suporte auxilia na diminuição da recombinação dos pares
elétron/lacuna, evita a aglomeração das ferritas, que tendem a se aglomerar devido a suas
propriedades magnéticas, além de possuírem band gap inferior, sendo mais eficientes na região
da luz visível. Esses resultados foram obtidos utilizando as melhores condições experimentais
encontradas: pH 3, 100 µL de H2O2 e 1 g L-1 de fotocatalisador. O reciclo dos compósitos
indicou que eles podem ser utilizados em oito ciclos sem grandes perdas de eficiência (inferior
a 20%). No mecanismo proposto, verificou-se que os radicais •OH e •O2
- foram as espécies
reativas predominantes envolvidas na remoção dos corantes. Análises de LC-MS/MS
mostraram que os corantes rodamina B e tartrazina foram reduzidos a intermediários de baixa
m/z e testes de toxicidade utilizando o peixe Danio rerio indicaram que os corantes ponceau e
azul de metileno apresentaram menor toxicidade após o tratamento. Os resultados mostraram
que os novos compósitos formados (CuFe2O4/Biochar, CoFe2O4/Biochar, ZnFe2O4/Biochar e
MgFe2O4/Biochar) são fotocatalisadores promissores para a remoção de poluentes orgânicos
presentes na água.
Coleções
Os arquivos de licença a seguir estão associados a este item: