SÍNTESE DE UM NANOCATALISADOR METÁLICO SUPORTADO PARA DEGRADAÇÃO DO CORANTE RODAMINA G

  • Daniel Moro Druzian
  • William Leonardo Da Silva
Rótulo Corantes, Fotocatálise, heterogênea, Nanopartículas, Sustentabilidade

Resumo

A contaminação de águas residuais por corantes catiônicos; como Rodamina G (RhG), azul de metileno e Alaranjado de Metila (AM), tem causado problemas ambientais, como um desequilíbrio no ecossistema aquático e uma diminuição na atividade fotossintética, causando morte de micro-organismos. Assim, os processos de tratamento de efluentes como adsorção, separação por membrana e fotocatálise heterogênea têm sido utilizados. A fotodegradação de poluentes orgânicos possibilita o uso de materiais alternativos (nanocatalisadores). Deste modo, as nanopartículas de titânio (TiO2-NPs) possuem propriedades óptico-eletrônicas, como a absorção de uma ampla gama de luz e comportamento semicondutor, apresentando atividade catalítica em diferentes comprimentos de onda. Paralelamente, um catalisador suportado consiste em uma pequena quantidade de material ativo (com uma função de degradar o poluente orgânico) que é disperso em um material menos ativo chamado suporte catalítico, como montmorilonita (MMT), zeolita e bentonita (com uma função de adsorver as moléculas orgânicas do poluente). Além disso, suportes a base de aluminossilicatos possuem elevada capacidade de adsorção (por meio de interações físicas devido ao volume e diâmetro de poros) para corantes orgânicos, indicando um excelente material para impregnação de TiO2-NPs. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar um nanocatalisador metálico (TiO2-NPs) suportado com (MMT) para degradação do corante RhG por meio de um processo fotocatalítico heterogêneo sob radiação visível. Os materiais foram sintetizados por meio dos métodos hidrotérmico (MMT); biossíntese (TiO2-NPs) utilizando extrato de Aloe vera; e impregnação (MMT@TiO2-NPs). Assim, as amostras foram caracterizadas por difração de raios X (DRX) para identificação das possíveis fases cristalinas e potencial zeta (PZ), a fim de determinar a carga superficial. Além disso, foi utilizado o ensaio fotocatalítico em batelada, após 180 minutos (0, 5, 10, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 150 e 180) e sob-radiação visível, avaliando parâmetros cinéticos (equação de Langmuir- Hinshelwood) do processo de fotocatálise na remoção dos corantes. As MMT@TiO2-NPs apresentaram picos característicos da MMT (analcima e neighborita), com picos e planos característicos em 15,81° (211), 18,3° (112), 23,7° (002), 25,92° (400), 26,22° (111), 31,25° (431), 32,36° (314), 33,30° (200), 39,02° (103), 40,51° (022), 47,50° (004), 47,67° (640), 53,79° (310), 54,40° (651), 58,67° (132), 66,62° (664) e 69,37° (224), e interstícios cristalinos do TiO2-NPs (anatase) com planos cristalinos em 25,14° (101), 37,62° (004), 47,85° (200), 53,64° (105), 54,90° (211), e 62,51° (204). Assim, ambas as fases demonstraram um tamanho médio de cristalito variando de 10 a 50 nm, confirmando a síntese de das MMT@TiO2-NPs. Além disso, o nanocalisador suportado demonstrou um PZ com carga negativa (-3,82 ± 0,05 mV), permitindo uma compatibilidade de cargas e aumentando a adsorção de RhG (corante catiônico) na superfície do nanocatalisador. Sobre o ensaio de degradação, as MMT@TiO2-NPs apresentaram 55,60% de fotodegradação da RhG nas condições de [RhG] = 30 mg.L-1, [MMT@TiO2-NPs] = 1 g.L-1, pH = 7 e temperatura 25 ± 1 °C e uma taxa cinética de pseudo-primeira ordem (k= 0,0053 min-1). Portanto, foi possível sintetizar as MMT@TiO2-NPs com um potencial para aplicação de remoção de corante de águas residuais (RhG), indo ao encontro da temática de sustentabilidade com a nanotecnologia.

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Publicado
2022-11-23
Como Citar
MORO DRUZIAN, D.; LEONARDO DA SILVA, W. SÍNTESE DE UM NANOCATALISADOR METÁLICO SUPORTADO PARA DEGRADAÇÃO DO CORANTE RODAMINA G. Anais do Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão, v. 2, n. 14, 23 nov. 2022.