Síntese de fotocatalizadores suportados em zeólita do tipo NaX utilizando Nb, Zn, e Fe para o tratamento de efluentes por processo oxidativo avançado

• Autor(a) principal: Fernanda de Freitas Brites Nóbrega
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/31468
• topic: Nb2O5 suportado; β-FeOOH suportado; NaX; Band gap; Fármacos; Engenharia sanitária; Meio ambiente; Fármacos; Águas residuais - Purificação - Tratamento biológico

As águas residuais provenientes de diferentes indústrias possuem elevadas concentrações de moléculas orgânicas recalcitrantes e elevada toxicidade. Para o tratamento desses efluentes, o processo oxidativo avançado (POA) torna-se uma alternativa viável, em particular a fotocatálise heterogênea. A utilização da energia solar como fonte de energia para a conversão de fótons em energia química apresenta-se como forma ideal para tratar os efluentes industriais. A maioria dos estudos fotocatalíticos tem-se centrado no uso de óxidos nano estruturados e dopados com, metais e óxidos, para aumentar sua energia de ativação. Contudo, a forma tradicional de se utilizar fotocatalisadores (suspensão) é restritiva e pouco aplicável no tratamento de efluentes em escala industrial. Nióbio, zinco e ferro na proporção de 10 e 15% (m/m) foram suportados na zeólita do tipo NaX pelo método de impregnação úmida a fim de obter fotocatalisadores com elevado potencial oxidativo sob radiação solar. Foram realizadas análises de TG para verificação da temperatura responsável pela formação dos óxidos, e etapas de calcinação para formação de fase ativa. Foi observado que a área superficial BET da zeólita reduziu significativamente com a formação dos pentóxido de nióbio, óxido de zinco e goethita. O método de impregnação e o processo de calcinação favoreceu a formação do pentóxido de nióbio na zeólita com energia de ativação, band gap, de 2,9 eV. A goethita suportada na zeólita apresentou valor de band gap de 2.9eV. Com exceção do ZnO/NaX que permaneceu com sua estrutura eletrônica inalterada. A otimização do processo térmico para a síntese do Nb2O5/NaX no forno tubular resultou na melhora de sua atividade fotocatalítica de 40% para 75% de mineralização do corante sob radiação visível e nas mesmas condições de reação. Foi observado que a etapa do processo térmico influência na formação de fotocatalisadores mais ativos. A zeólita pura adsorveu 67% do corante azul de metileno em 24 horas, porém com a impregnação dos óxidos a porcentagem de adsorção reduziu à medida que aumentou a porcentagem de óxidos impregnados. A dosagem otimizada de fotocatalisadores suportados utilizado na reação foi de 5g/L. Nb2O5/NaX e β-FeOOH/NaX foram os fotocatalisadores que obtiveram melhores resultados na degradação do corante utilizando fótons de energia UV-vis e Visível. Nb2O5/NaX e β-FeOOH/NaX foram seletivos à adsorção dos fármacos: ofloxacino, flumequine e ibuprofeno.