Realizado em Vitória/ES, de 17 a 19 de Setembro de 2014.
ISBN: 978-85-85905-08-8
TÍTULO: DEGRADAÇÃO DE AZO CORANTES UTILIZANDO MAGNETITAS DOPADAS COM COBALTO
AUTORES: Nicoli Moura, M. (UFES) ; Gomes Machado, F. (UFES) ; Frigerio Donadia, J. (IFES) ; Aparecida Duarte Ferreira, S. (UFES) ; Benedito José Geraldo de Freitas, M. (UFES) ; de Fátima Fontes Lelis, M. (UFES) ; Vinícius Ribeiro de Castro, E. (UFES)
RESUMO: Este trabalho apresenta uma investigação da degradação e descoloração via Foto-
Fenton do azo corante presente em efluentes contendo espécies fortemente coloridas
e pouco biodegradáveis. Foram feitos estudos de fotodegradação do corante com
magnetita sintética dopada com cobalto em uma câmara de luz e o acompanhamento foi
realizado através da análise em espectroscopia UV-visível. A magnetita utilizada
foi sintetizada e caracterizada por espectroscopia Mossbauer, difração de Raios X
e MEV. A reação Foto-Fenton heterogênea mostrou-se eficiente no tratamento de
efluentes provenientes da indústria têxtil, apresentando degradação total do
corante e descoloração em apenas 2 horas.
PALAVRAS CHAVES: foto-fenton; azo corante; magnetita
INTRODUÇÃO: A indústria têxtil utiliza elevada demanda de água em seus processos, gerando
grande quantidade de efluentes, tornando-se um grave problema social e
ambiental. Esses efluentes contêm elevada carga orgânica, cor acentuada e
compostos químicos tóxicos ao homem e ao meio ambiente. Os processos e despejos
gerados pela indústria têxtil variam à medida que a pesquisa e o desenvolvimento
produzem novos reagentes, novos processos e novas técnicas, e também de acordo
com a demanda do consumo por outros tipos de tecidos e cores. Além de ocasionar
uma poluição estética visual, este efluente colorido promove a inibição da
penetração da luz ao longo da profundidade dos corpos d´água e com isto
prejudicam alguns ciclos biológicos. O desenvolvimento de tecnologias eficientes
e baratas para o tratamento de efluentes contendo corantes constitui uma
necessidade. Os processos convencionais de tratamento biológico de efluente são
muito eficientes para remoção da carga orgânica, porém, ineficientes na remoção
da cor. Os processos de degradação utilizando reações Fenton têm se apresentado
como promissores para degradação de grande variedade de compostos orgânicos.
Estas reações consistem na decomposição de peróxido de hidrogênio (H
O)
catalisado por íons ferrosos, em meio ácido, e destacam-se por apresentarem
forte poder oxidante. A eficiência do processo pode ser melhorada pela
incidência de radiação, principalmente ultravioleta, em função da geração
adicional de radicais hidroxila (Foto-Fenton). O objetivo deste trabalho é
avaliar a potencialidade da utilização de magnetitas dopadas com cobalto para
tratamentos de azo corantes utilizando processos Foto-Fenton heterogêneos.
MATERIAL E MÉTODOS: Solução do Corante
Foi utilizado o corante têxtil Preto Eniativo V-2B (C.I. preto reativo 5) da
Enia Indústrias Químicas, sem purificação, em solução aquosa de concentração
12,5 mg/L, acidificada com ácido sulfúrico a pH 3,0.
Síntese e Caracterização dos catalisadores
As magnetitas foram preparadas através do método de co-precipitação, baseado na
síntese do precursor hidróxido-acetato férrico convertido à magnetita por
aquecimento em atmosfera de N.
Foram caracterizadas por análises químicas, Difratometria de raios X e
Espectroscopia Mössbauer. Os difratogramas de raios X foram obtidos utilizando
um espectrômetro do tipo Rigaku Geigerflex, munido de um tubo de cobre e
monocromador de grafite, à temperatura do ambiente usando a radiação Kα do Cu
(λ= 1,5406 Å), utilizando Silício como padrão interno. Os dados obtidos foram
tratados numericamente em computador, por meio do programa ORIGIN 6.0
professional. As magnetitas foram submetidas à análise Mössbauer, utilizando um
espectrômetro com transdutor e gerador de função CMTE. As amostras foram
diluídas com sacarose na proporção 1:2 e acondicionadas em pastilhas, utilizadas
como absorvedores. As calibrações foram feitas com folha de ferro metálico e os
espectros foram obtidos a temperatura ambiente, a uma velocidade de
aproximadamente 10 mm s.
Avaliação da degradação e descoloração
Foram realizados três ensaios em diferentes concentrações de reagentes e
oxidantes. Foi utilizada uma cabine de luz, lâmpada de vapor de mercúrio a 125W
a uma distância de aproximadamente 50 cm. A degradação do corante nos três
ensaios foi acompanhada por Espectroscopia UV-Visível ao longo de 3 horas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados da análise química indicam que as condições de precipitação foram
favoráveis à formação da magnetita dopada com cobalto (FeCo
O), podendo ser evidenciado pelos valores da concentração de Fe
e Co na magnetita obtida. Foi observada a presença de apenas uma fase, a
magnetita, de acordo com a DRX. A Espectroscopia Mossbauer indicou que a
substituição do Fe por Co ocorreu no sítio octaédrico. Os resultados
apresentados apontam para a viabilidade do tratamento via Foto Fenton com
magnetitas dopadas com cobalto para efluentes contendo o corante têxtil.
Pela observação do espectro UV-visível inicial foram encontradas as bandas para
o corante Preto Eniativo V-2B em 597nm (cromóforo); 391nm (grupo azo); 255
(anéis benzênicos).
Analisando-se o espectro UV-Visível, observa-se que houve uma redução
significativa nas bandas de absorção do corante ao longo da reação foto-Fenton.
Após duas horas de irradiação UV praticamente toda a cor foi removida. Na faixa
UV também se observou uma diminuição das absorbâncias indicando que houve uma
diminuição dos aromáticos no efluente. Os compostos azo são coloridos pelo fato
da ligação diazenodiila fazer conjugação com dois anéis aromáticos.
No experimento utilizando apenas o peróxido e corante verificou-se que após duas
horas de irradiação UV ocorreu 45% de degradação e a concentração residual de
corante manteve-se praticamente constante, não havendo mais remoção de cor a
partir desse tempo. Verificou-se também que somente a irradiação UV foi capaz de
descolorir 25% do corante após duas horas, não ocorrendo mais redução
significativa nas bandas de absorção a partir desse tempo.
Portanto, a maior degradação foi observada no ensaio utilizando a magnetita
dopada com cobalto e luz UV.
CONCLUSÕES: Os Processos oxidativos avançados (POAs) para o tratamento de efluentes têm sido
aplicados com sucesso em escala laboratorial e industrial. A reação foto Fenton
heterogênea utilizando a magnetita de cobalto mostrou-se bastante eficiente na
descoloração e degradação do corante Preto Eniativo V-2B, permitindo eliminar por
completo a cor dos meios aquosos sintéticos pelo processo Fenton em apenas duas
horas de reação, o que sugere a viabilidade do processo como parte de tratamentos
de efluentes têxteis industriais.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem à CAPES e ao NCQP pelo apoio financeiro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: LELIS, M.F.F., COSTA, R.C.C.,OLIVEIRA,L.C.A., FABRIS, J.D., LAGO, R.M. Journal of Hazardous Materials, v.129 p.171–178, 2006.
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LELIS, M. F. F. L. Ferritas dopadas com níquel ou cobalto: síntese, caracterização e ação catalítica na oxidação do monóxido de carbono. Tese de Doutorado. UFMG, Minas Gerais, 2003.