62ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 13. Engenharia Sanitária

OXIDAÇÃO CATALÍTICA EM MEIO AQUOSO DO AZO CORANTE VERMELHO DO CONGO VIA PROCESSOS FOTOASSISTIDOS E SOBRE CATALISADOR DE TIO2

Rinaldo dos Santos Araújo 5 Mira Raya Paula de Lima 1 Julie Anne Holanda Azevedo 1 Bruno César Barroso Salgado 2 Marco Antônio Botelho 3 Francisco de Assis Rocha da Silva 4

1. Instituto Federal do Ceará - IFCE 2. Instituto Federal do Ceará - IFCE -Campus Maracanaú 3. Instituto Federal do Ceará - IFCE -Campus Canidé 4. Pós-Graduação em Tecnologia e Gestão Ambiental - IFCE 5. Prof. Dr./Orientador - Pós-Graduação em Tecnologia e Gestão Ambiental - IFCE

INTRODUÇÃO:

A indústria têxtil tem enfrentado sérios problemas no que diz respeito ao gerenciamento das cargas poluentes geradas. As altas concentrações de compostos recalcitrantes presentes tornam o quadro ainda mais preocupante, haja visto o caráter extremante tóxico aos corpos aquáticos. Neste contexto, os processos oxidativos avançados (POAs) despontam como uma alternativa bastante interessante no campo do tratamento das águas residuárias deste setor industrial, destacando-se a fotocatálise heterogênea (FCH). A FCH consiste na adição de um metal semicondutor sensível à luz, o qual atua como fase ativa na oxidação catalítica da molécula orgânica. Neste campo o TiO2 é o óxido mais comumente empregado, principalmente devido à sua elevada fotoatividade decorrente de sua alta área superficial, em torno de 50 m2/g, e sua particular microestrutura cristalina resultante, que promove melhor separação de cargas, inibindo a recombinação. Neste contexto este trabalho investiga a oxidação catalítica em meio aquoso e a temperatura ambiente do corante vermelho do congo por radicais hidroxilos (●OH) gerados a partir do sistema oxidativo UV/H2O2/TiO2. Para fins de comparação, os processos fotoassistidos tipo fotolítico (UV) e fotoquímico (UV/H2O2) também foram investigados

METODOLOGIA:

A degradação do corante azo vermelho do congo foi realizada a 27 oC seguido os tratamentos oxidativos de: fotólise direta (UV), oxidação fotoquímica (UV/H2O2) e fotocatálise heterogênea (UV/H2O2/TiO2). Todos os processos foram executados em reator anular (V = 200 mL) usando como fonte de radiação UV uma lâmpada de vapor de mercúrio Phillips (5W, I0 = 17,7 mW/cm2). O peróxido de hidrogênio 30% v/v foi usado como fonte de radicais hidroxilos (●OH). Particularmente, para a oxidação fotoquímica usou-se 0,02 mmol/L de H2O2 como meio oxidante, enquanto na fotocatálise heterogênea, além da radiação UV e do H2O2 utilizou-se também quantidades variadas da fase óxida catalítica TiO2 (10 a 100 mg). A cinética de degradação foi acompanhada através da leitura por espectroscopia de absorção molecular das amostras coletadas em tempos pré-determinados (1, 3, 5, 7, 10, 20, 30, 45 e 60 minutos) a 500 nm.

RESULTADOS:

Para os sistemas fotoassistidos foram encontradas degradações oxidativas de 58,8% e 61,9% para os processos fotolítico e fotoquímico, respectivamente. Adicionalmente, os processos de fotocatálise heterogênea apresentaram-se mais eficientes, produzindo remoções superiores a 80% do azo corante em estudo. Curvas cinéticas obtidas de acordo com o modelo empírico de Chan e Chu demonstram um perfil reacional tipicamente de pseudo-primeira ordem. Particularmente nos estudos via FCH os ensaios catalíticos com 50 e 100mg de TiO2 apresentaram valores mais promissores da constante cinética de 0,082 min-1 e 0,112 min-1, respectivamente, bastante superiores àqueles encontradas nos processos fotolítico (0,023 min-1) e fotoquímico (0,035 min-1). As taxas de remoção de DQO, indicativa da mineralização do composto poluente, foram elevadas em todos os tratamentos realizados.

CONCLUSÃO:

Os processos oxidativos avançados mostraram-se eficientes na remoção do corante têxtil vermelho do congo em meio aquoso a temperatura ambiente. A degradação no processo heterogêneo UV/H2O2/TiO2 (80,2%) apresentou-se superior às apresentadas nos sistemas com radiação UV (58,8%) e com UV/H2O2 (61,9%). Em geral para a oxidação em fase catalítica a eficiência de degradação/descoloração mostrou-se proporcional quantidade de óxido fotocatalítico presente no meio reacional

Instituição de Fomento: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

Palavras-chave: Oxidação Catalítica, Fotocatálise Heterogênea, Corante Vermelho do Congo.