Degradação de poluentes orgânicos empregando nanopartículas metálicas

• Autor(a) principal: Marcelo, Cristiana Resende
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/14143
• topic: Metais; Poluentes; Nanotecnologia; Química Analítica

O presente trabalho investigou a degradação de poluentes orgânicos (acetamiprido e corante reativo azul 4) por nanopartículas metálicas. Foi avaliado o efeito de diferentes parâmetros na cinética de degradação: concentração inicial do contaminante (C 0 ), dose de nanopartículas, temperatura e pH. Para o acetamiprido, empregando nanopartículas de Fe/Ni, foi alcançada uma eficiência de degradação de aproximadamente 100% em apenas 5 min de reação. Os ensaios realizados na presença do álcool terc-butílico (TBA), um capturador de radicais hidroxil, promoveram o decréscimo da eficiência de degradação de aproximadamente 100% para apenas 10%, demonstrando que se trata de um processo predominantemente oxidativo, sendo . OH o principal responsável pela degradação. Estudos cinéticos da reação do acetamiprido com nanopartículas de Fe/Ni foram realizados, aplicando-se um modelo semi-empírico de pseudo-primeira ordem. Para essa reação, a constante de velocidade (k obs ) variou de 0,126 para 0,828 min -1 quando a dose de nanopartículas foi aumentada de 0,200 para 0,500 g L -1 e de 0,828 para 0,180 min -1 quando a C 0 do inseticida foi de 20,0 para 50,0 mg L -1 . A elevação da temperatura de 10 para 40 °C proporcionou um aumento no valor de k obs de 0,138 para 0,216 min -1 e a energia de ativação estimada para a reação foi de 10,7 kJ mol -1 . Em relação ao pH, verificou-se que k obs variou de 0,348 para 0,120 min -1 com o decréscimo do pH do sistema de 5 para 2. O reuso das nanopartículas de Fe/Ni foi avaliado, observando uma eficiência de degradação de 70% no segundo ciclo de reação com o acetamiprido. No caso da reação do corante reativo azul 4 (RB4) com nanopartículas de Cu 0 (nZVC), obteve-se cerca de 90% de degradação em apenas 10 min de reação. Verificou-se que as espécies de Cu + são, possivelmente, os principais agentes da degradação oxidativa do corante. O modelo semi- empírico de segunda ordem foi o mais adequado para explicar a cinética de degradação de RB4 por nZVC. A constante de velocidade (k 2 ) para esta reação aumentou de 0,004 para 0,047 L mg -1 min -1 e de 0,047 para 0,002 L mg -1 min -1 nas respectivas variações de dose de nZVC de 0,500 para 2,00 g L -1 e de C 0 de RB4 de 15,00 para 50,00 mg L -1 . O pH inicial da solução de RB4 em condições mais ácidas favoreceu a cinética da reação, obtendo-se k 2 de 0,0021 a 0,003 L mg -1 min -1 ao variar o pH de 3 a 8. Elevando-se a temperatura de 10 para 30 °C obteve-se um aumento de k 2 de 0,005 para 0,020 L mg -1 min -1 , sendo estimada uma energia de ativação de 42,4 kJ mol -1 . Nos experimentos de reuso, obteve-se uma eficiência de degradação de 73% no segundo ciclo, com pequena diminuição da constante de velocidade. Os resultados demonstram que as nanopartículas metálicas de Fe/Ni e de Cu 0 são promissoras no tratamento de águas contaminadas por acetamiprido e corante têxtil reativo azul 4, respectivamente