Realizado em Tereseina/PI, de 11 a 13 de Setembro de 2019.
ISBN 978-85-85905-26-2
TÍTULO: Estudo da atividade fotocatalítica de Ag3PO4 na degradação de alaranjado de metila sob irradiação de luz policromática e luz solar.
AUTORES: Sousa, S. (UESPI) ; Juca, A. (UESPI) ; Vieira, V. (UESPI) ; Lopes, F. (UESPI) ; Barbosa, M. (UESPI) ; Mota, F. (UESPI) ; Nascimento, M. (UESPI) ; Araujo, J. (UESPI) ; França, A. (UFPI) ; Lima, A. (UFPI)
RESUMO: O alaranjado de metila é um corante sintético de difícil decomposição, seu descarte inadequado possibilita o desenvolvimento de alto impacto ambiental. Por conta disso, faz-se necessário a utilização de tecnologias mais avançadas que permitam a degradação desse composto. Dessa forma, o presente trabalho retrata a avaliação do Ag3PO4 como catalisador no processo de fotocatalise heterogênea, tendo em vista à degradação do poluente orgânico alaranjado de metila. Para isso, foi realizada a síntese do Ag3PO4 e, em seguida sucedeu-se os testes catalíticos com o poluente orgânico. Esses testes mostraram que o alaranjado de metila foi satisfatoriamente fotodegradado na presença de Ag3PO4, quando irradiado, com luz policromática e luz solar, por 30 minutos.
PALAVRAS CHAVES: fotocatalise; Ag3PO4; alaranjado de metila
INTRODUÇÃO: Atualmente, os corantes sintéticos têm sido bastante utilizados nas indústrias têxteis para tingimento de fibras naturais e sintéticas [1]. Seu descarte inadequado produz um efeito adverso ao ambiente aquático, pois estes corantes dão a água coloração indesejável inibindo a penetração da luz solar e a reação fotossintética.Por conta disso, faz-se necessário o desenvolvimento de processos capazes de degradar esses compostos recalcitrantes, tendo em vista que os processos convencionais de tratamento da água se tornam ineficazes para determinado fim [1].Atualmente, os processos oxidativos avançados (POA´s) tem sido bastante utilizado como opção de tratamento para diversas classes de poluentes orgânicos. Ele se baseia na formação de radicais hidroxila por diferentes processos [2]. Dentre eles, podemos citar, a fotocatálise heterogênea, no qual utiliza um semicondutor sólido que ao ser irradiado, promove os elétrons que estão na banda de valência (BV) para a banda de condução (BC) [3-4]. Essa promoção do elétron para a BC, deixa uma lacuna (h+) gerada na BV. As lacunas possuem potencial suficiente para gerar radicais hidroxila (∙OH) a partir de moléculas de água adsorvidas na superfície do semicondutor, os quais podem oxidar o poluente orgânico. Portanto, a proposta geral para este trabalho consiste em preparar o Ag3PO4 pelo método de coo precipitação e avaliar sua atividade fotocatalítica na degradação de espécies orgânicas.
MATERIAL E MÉTODOS: Preparação da síntese: A amostra de Ag3PO4 foi sintetizada através do método de coo precipitação seguido por tratamento térmico. Na síntese foram utilizados como reagentes, o nitrato de prata (AgNO3) e o fosfato de sódio (Na2HPO4). Com o auxílio de uma balança analítica, foram pesados 0,06g de fosfato de sódio e diluído em 3mL de água deionizada, e 0,22g de nitrato de prata que foi diluído em 9mL de água deionizada. Em um sistema de resfriamento, à temperatura abaixo de 10°C, contendo 3 béqueres e cada um comportando 500 mL de água, foi adicionado 1 mL da solução de fosfato de sódio e 3 mL da solução de nitrato de prata. Em seguida o sistema foi mantido em repouso por um período de 72 horas á temperatura ambiente. em seguida a solução foi secada para obtenção do pó.
Teste fotocatalítico: A atividade fotocatalítica de Ag3PO4 foi avaliada por fotodegradação sob irradiação de luz visível. No entanto, para efeito de comparação, realizou-se também testes catalíticos sob irradiação de luz ultravioleta (luz solar direta). Para cada ensaio catalítico, pesou-se 50 mg do catalisador e adicionou em 100 mL do poluente orgânico Alaranjado de Metila na concentração de 1x10-5. A suspensão foi mantida sob agitação magnética durante todo o período de teste. Para o primeiro ensaio, utilizou-se uma lâmpada de vapor de metal (OSRAM 400 W) como fonte de luz policromática. Inicialmente o sistema foi armazenado no escuro por 30min sob agitação. Logo em seguida o mesmo sistema foi submetido à irradiação por um período de 30 minutos no qual amostras foram coletadas, em intervalos de tempo periódicos, e levadas para serem analisadas no aparelho de Uv-visível. Para o segundo teste catalítico, utilizou-se como fonte de radiação a luz solar.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Inicialmente realizou-se um estudo para verificar se o corante não sofria degradação apenas com a luz. De acordo com a figura 1, podemos observar que na ausência do catalisador o alaranjado de metila é instável e não ocorre uma variação em sua concentração ao longo do tempo.
Logo em seguida foram realizados os testes catalíticos sob irradiação solar direta e sob irradiação por simulador solar (lâmpada de vapor de metal). Pode-se observar através da figura 1, uma diminuição significativa dos picos de absorção característicos do alaranjado de metila, como também uma queda acentuada na concentração do corante, em menos de 10 minutos de irradiação, ou seja, a degradação ocorreu de forma rápida demonstrando assim a eficácia do catalisador. No entanto, nota-se que o processo de degradação utilizando luz solar direta(figura 2), ocorreu mais rapidamente do que o mesmo processo utilizando um simulador solar. Isso se deve ao fato que a lâmpada de vapor de metal utilizada nesse processo, possui baixa potência e consequentemente menor intensidade quando comparada com a luz do solar, uma vez que o experimento foi realizado em dia de céu aberto e alta irradiação.
fotodegradação
Fig.1 Fotodegradação por irradiação de um simulador solar.
fotodegradação
Fig.2 Fotodegradação por radiação solar direta.
CONCLUSÕES: O presente trabalho concentrou-se na síntese, caracterização e estudo da atividade fotocatalítica do Ag3PO4. As moléculas de alaranjado de metila foram satisfatoriamente degradadas na amostra de Ag3PO4, atingindo uma foto-redução de quase 100% quando foto irradiadas com luz policromática e luz solar. Desta forma, conclui-se que esses materiais apresentam potencial aplicação na fotodegradação de moléculas orgânicas em águas residuais, podendo assim contribuir com a descontaminação dos recursos hídricos.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] APLICAÇÃO DA ELETROCOAGULAÇÃO NO TRATAMENTO DE EFLUENTE TEXTIL. Disponível em: https://www.tratamentodeagua.com.br/artigo/eletrocoagulacao-tratamento-de-efluente-textil/ Acesso em: 10 de nov de 2018.
[2] GOGATE, P.R. ; PANDIT , A.B. A review of imperative Technologies for wastewater treatment II: hybrid methods. Advances in Environmental Research, v.8, n.3-4 , p.553-597 , 2004. ISSN 10993-0191. Disponivel em: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1093019103000315
[3] SILVA, L. P. Modificação e imobilização de TiO2 visando a degradação de compostos orgânicos poluentes via o processo de fotocatálise heterogênea. 2007. 115f. Dissertação (Mestrado em Química) – Instituto de Química, USP, 2007.
[4] TIBURTIUS, E. R. L.; PERALTA-ZAMORA, P. P. contaminação de águas por BTXS e processos utilizados na remediação de sítios contaminados. Quimica Nova. v.27, n.3, p.441- 446, 2004.