Produção de fotocatalisadores de Nb2O5 imobilizado em suporte cerâmico para fotodegradação de corante sintético em efluentes líquidos

• Autor(a) principal: Falcão Filho, Ronaldo dos Santos
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/54550
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Fotocatálise heterogênea; Poluição ambiental; Tratamento de efluentes; Cerâmica vermelha

A poluição das águas é um grave problema que afeta o meio ambiental e ser humano. Os corantes sintéticos compõem uma classe importante de contaminantes que afeta a qualidade das águas, entre esses está o azul de metileno (AM). O objetivo deste trabalho foi produzir materiais cerâmicos com propriedade fotocatalítica de Nb2O5 imobilizado em suporte de cerâmica vermelha capazes de remover micropoluentes de efluentes sintéticos. Para tanto, foram produzidos dois tipos de materiais cerâmicos: no primeiro tipo, o Nb2O5, em diferentes proporções variando de 10,8% a 19,2%, foi incorporado à argila comum tratada e a mistura foi homogeneizada com água para formar uma massa plástica que foi moldada, seca e, finalmente, os materiais foram tratados termicamente a temperaturas entre 850° C e 1050° C; já no segundo tipo, o material fotocatalítico foi produzido por aplicação de um revestimento com 60% Nb2O5 sobre um suporte de cerâmica vermelha, que foi preparado de forma semelhante ao primeiro tipo, porém foi queimado apenas a 850° C. Os materiais foram caracterizados por análise granulométrica, umidade higroscópica, FRX, DRX, MEV, ERD, ATG, PCZ, propriedades tecnológicas. Um planejamento experimental do tipo DCCR com 22 corridas fatoriais, 2.2 corridas axiais e 2 corridas no ponto central foi usado para escolher o material com Nb2O5 incorporado, usando a remoção do AM como variável de resposta. Dessa forma, o material produzido com 15% de Nb2O5 e temperatura de queima de 850° C foi escolhido por remover 80,26% da concentração de AM. O material revestido com 60% de Nb2O5 ele foi avaliado quanto à remoção de AM em função das variáveis pH (5, 7 e 9) e [H2O2] (0, 50 e 100 mg/L), nesse caso, utilizou-se um planejamento do tipo DCC-FC com 22 corridas fatoriais, 2.2 corridas axiais e 2 corridas no ponto central, a avaliação do modelo obtido mostrou que a variável [H2O2] não foi significativa, na faixa estudada, e o pH ótimo para remoção de AM foi 8,0. O material com Nb2O5 incorporado apresentou Eg = 1,95 eV e o com revestimento de 60% de Nb2O5 apresentou Eg = 2,94 eV. Além disso, os dois tipos de materiais apresentaram excelentes capacidades de regeneração após 5 ciclos mantendo remoções próximas a 90%. Os materiais fotocatalíticos produzidos com Nb2O5 imobilizado em suportes de cerâmica vermelha apresentaram capacidade de remover AM em efluente sintético, sendo o material com revestimento de Nb2O5 promissor por apresentar Eg próxima à do óxido puro, simplicidade de obtenção, elevadas capacidades de remoção e de recuperação.