Modificação de argila bentonita com pentóxido de nióbio para remediação de efluentes têxteis

• Autor(a) principal: Lacerda, Elenice Hass Caetano
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG
• Texto Completo: http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3215
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA; Fotocatálise heterogênea; Nb2O5 imobilizado; remediação; corante; argila bentonita; recombinação par elétron buraco; heterogeneous catalysis supported; catalysis supported Nb2O5; remediation; dye; bentonite clay; electron-hole pair recombination

Nas últimas décadas, grandes quantidades de efluentes têxteis tem sido descartados, representando ameaça ambiental em termos de poluição de água. Os tratamentos convencionais para esses efluentes não são eficazes, de tal modo que novas alternativas são constantemente desenvolvidas, onde se destacam os processos oxidativos avançados (POAs). A fotocatálise heterogênea é um dos POAs mais estudados e, é bastante eficiente para o tratamento de efluentes industriais. No entanto, o uso de catalisadores em forma em pó dificulta a sua aplicação em escala industrial. Nesse contexto, a busca por materiais como suporte de catalisadores é de grande importância e os argilominerais tem recebido destaque nos últimos anos por não serem nocivos ao meio ambiente, apresentarem baixo custo de extração e devido suas grandes reservas mundiais. Os argilominerais têm características importantes relacionadas à sua composição, tais como, alta capacidade de adsorção e estrutura cristalina, propriedades estas que permitem sua aplicação como matriz hospedeira para semicondutores, o que favorece sua aplicação em fotocatálise heterogênea. No presente trabalho, o pentóxido de nióbio (Nb2O5) suportado na argila bentonita foi usado como catalisador para promover a degradação do corante têxtil azul QR-19 através do processo de fotocatálise heterogênea. A bentonita modificada foi imobilizada em lâminas microscópicas e na forma de pastilhas, sendo ambas as formas testadas no processo de degradação da solução de corante azul QR-19 em um reator fotoquímico durante em tempo máximo de cinco horas. Os sistemas bentonita/nióbio obtidos foram estruturalmente caracterizados por análises de difração de raios X, espectroscopia de absorção de na região do infravermelho com transformada de Fourier, ressonância magnética nuclear do estado sólido referente aos átomos 27Al e de 29Si, microscopia eletrônica de varredura com efeito de campo, potencial zeta e reflectância difusa, UV-Vis. Através das técnicas de caracterização utilizadas observou-se que o Nb2O5 foi eficientemente suportado na superfície da estrutura cristalina da bentonita. Em relação ao teste de fotodegradação, os resultados obtidos sugerem uma diminuição da banda de absorção máxima (594 nm) responsável pela coloração em 1 hora. Por sua vez, a banda característica dos grupos aromáticos (300 nm) desaparece quase totalmente após 1 hora e 20 minutos de experimento, mesmo na ausência de peróxido de hidrogênio (H2O2), evidenciando que durante a reação de fotocatálise, a argila bentonita pode também diminuir a recombinação dos pares elétron-buraco. Portanto, a eficiência fotocatalítica aumenta, sendo desnecessário o uso de H2O2. Sendo assim, o material inovador argila bentonita/pentóxido de nióbio destacou-se por sua alta eficiência como fotocatalisador aliada a um baixo custo econômico, oferecendo resultados promissores para aplicação em processos de remediação de corante têxtil.