60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

As indústrias têxteis utilizam quantidades significativas de água, corantes e outros produtos químicos. Isso as torna uma fonte potencialmente poluidora do meio ambiente, devido ao fato de 5 a 20% dos corantes serem perdidos durante o processo de tingimento. O fato se torna um caso de Saúde Pública, porque para além destes serem altamente estáveis e de difícil degradação, são tóxicos para muitos organismos; suspeita-se que possam trazer outros malefícios para a saúde. O Índigo Blue é um corante largamente usado no tingimento de fios de algodão na manufatura do jeans. Mesmo em baixas concentrações a sua cor azul dá forte coloração às águas residuais, afectando a transparência das águas e a solubilização de gases nos rios ¹. Os processos oxidativos avançados (POA), baseiam-se na formação de radicais hidroxila (OH•) altamente reativos e são eficientes na degradação de várias substâncias persistentes, nomeadamente corantes. O dióxido de titânio (Ti0₂) é o semiconductor mais usado pelas suas propriedades fortemente oxidantes e a sua baixa toxicidade ². Este trabalho baseou-se na imobilização de diversas camadas de Ti0₂ em placas de vidro e no teste do efeito da espessura do Ti0₂ depositado na decomposição fotocatalítica do corante Índigo Blue.

METODOLOGIA:

Preparou-se uma emulsão de Ti0₂ misturando-se 12g de Ti0₂, 4mL de água e 0,4mL de acetilcetona. A mistura foi sonicada por 10 min. Posteriormente, 25mL de água e 0,2mL de Triton X-100 foram adicionados à solução. A emulsão foi aplicada em lamelas de microscópio por simples imersão.Antes da deposição de nova camada, cada camada de Ti0₂ secou 30 min à temperatura ambiente. Após a deposição da última camada, todas as placas secaram por 1 h em estufa (100°C). Preparou-se placas contendo 1 a 10 camadas (n) e, o Ti0₂ depositado foi mensurado por peso. Independentemente da quantidade de Ti0₂ depositada, todas as placas de vidro foram contaminadas com 200 µL de solução etanólica de índigo blue 10^-2 M. Uma série de placas de todas as espessuras foi mantida no escuro e uma segunda série foi irradiada durante 6 horas, com uma lâmpada de vapor de mercúrio de 125 W. O fotoreator era composto por uma tampa elíptica, onde se encontrava o suporte para a lâmpada de mercúrio, e uma base, onde as placas foram irradiadas. A superfície interna do reator foi coberta com folha de alumínio, para maximizar a irradiação das amostras. Durante a irradiação, a luz da lâmpada de mercúrio no interior do reator e a superfície das amostras foi mensurada em 366 nm e a temperatura mantida em 18°C.

RESULTADOS:

A degradação fotocatalítica do corante índigo blue mediada pelo TiO₂ (t_irrad 0 e 6h) foi evidente pela própria observação visual das placas, devido ao desaparecimento da cor azul com o aumento de t_irrad e do número de camadas de TiO₂ depositadas na placa de vidro. O processo de fotodegradação foi seguido por reflectância difusa entre 200 e 900nm. A técnica mediu espectros de absorção do estado fundamental de amostras sólidas em pó. Nas placas não irradiadas (t_irrad=0h) observou-se uma banda entre 200-400nm, devido à absorção do TiO₂, e uma banda larga com máximo entre 600-700nm, devido à absorção do corante¹. Para amostras irradiadas (t_irrad=6h) verificou-se que, na zona da absorção do corante, o espectro foi fortemente dependente de n; na zona da absorção do TiO₂ não houve alteração. Assim, para placas com n=1 a semelhança com o espectro das placas não irradiadas foi grande. Até n=5, a absorção do corante diminuiu com o aumento de n, mas pode ainda ser claramente identificada. A partir de n=4 tornou-se evidente o surgimento de uma nova zona de absorção a 400-500nm, enquanto na anterior zona do máximo de absorção do corante, a absorção diminuiu progressivamente, aproximando-se para n=10, da absorção da placa não contaminada. Para placas com n≥6 já não foi possível identificar o corante inicial.

CONCLUSÕES:

As amostras irradiadas mostram sinais de fotodegradação do corante desde t_irrad~30min; visto que ocorreu o desaparecimento da cor azul nas amostras de n=10. Com o aumento do t_irrad a perda de cor foi clara em amostras com n cada vez menor. Ao fim de 6h, todas as placas perderam cor; as placas com n de 1 a 5 ainda mantiveram a cor azul residual e as restantes um tom amarelado. A espectroscopia de reflectância difusa, permitiu medir espectros de absorção de estado fundamental na superfície opaca das placas com TiO₂ adsorvido. Observamos o desaparecimento progressivo da banda de absorção do corante com o aumento de n (n≥ 6 ausência da absorção típica do corante) e o aparecimento de novas bandas de absorção na zona de 400-500nm (n≥ 4). Estas últimas são as responsáveis pelo tom amarelo das placas com n≥ 6 e têm origem em moléculas menores que resultam da quebra do corante. Conclui-se que a degradação fotocatalítica com TiO₂ depositado em diferentes quantidades em placas de vidro se mostrou eficiente na fotodegradação do corante Índigo Blue e que, o processo foi tanto mais eficiente quanto maior a espessura da camada de TiO₂. Fatos que tornam o método promissor para a descontaminação de efluentes com este corante, que freqüentemente são lançados no ambiente sem tratamento.

Instituição de fomento: Fundação Oswaldo Cruz

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave: Fotocatálise, TiO₂, Índigo Blue

E-mail para contato: saggi_br@hotmail.com