Degradação fotocatalítica do azocorante direct red 23 (DR 23) em suspensão de dióxido de titânio

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

O setor têxtil apresenta especial destaque na contaminação de águas naturais por gerar grandes volumes de efluentes altamente coloridos, devido à presença principalmente de azo corantes. Estes e seus subprodutos podem representar riscos tanto à saúde quanto ao meio ambiente, porque muitos são tóxicos, não biodegradáveis e resistentes à degradação. Este trabalho teve como objetivo investigar a influência dos parâmetros experimentais na descoloração e degradação do azo corante Direct Red 23 (DR23), utilizando-se TiO2 em suspensão aquosa sob radiação artificial (lâmpada a vapor de Hg de 125 W) e solar. O comportamento cinético foi investigado a 30,0°C sob condição de pseudo-primeira ordem. Foram variadas as concentrações de TiO2 e DR23 e de pH em duas condições experimentais, uma exploratória e outra na qual se utilizou planejamento fatorial 23, esta última baseada em dados pré-definidos pela condição exploratória. As maiores constantes de velocidade em pH 6,9 e 30,0°C foram respectivamente iguais a (6,58±0,39)x10-3 min-1 para a condição exploratória, usando-se 1,00x10-4 mol L-1 de azo corante e 1,25 g L-1 de TiO2, e de (5,47±0,55)x10-3 min-1 utilizando-se 1,50x10-4 mol L-1 de corante e 1,75 g L-1 de TiO2 para a condição na qual se utilizou o planejamento experimental. As suspensões formadas por DR23 e TiO2 foram agitadas por 45 min a 600 rpm no escuro e posteriormente irradiadas. As amostras coletadas durante a irradiação de 6 h foram filtradas (0,22 µm) e analisadas por espectrofotometria UV-Vis. As análises elementares de CHN nas amostras irradiadas por 6 h, mostraram que o carbono residual total foi de 0,21%, ou seja, o azo corante foi 99,2% degradado na condição utilizando-se o planejamento experimental contra 0,45% da exploratória, indicando que o corante foi degradado 97,9%. A análise de fatores do tipo Q, determinada a partir dos dados espectrais da condição com planejamento mostrou a formação de cinco intermediários e um produto no final de 6 h de irradiação. A adição de oxidantes como íon persulfato, íon clorato e peróxido de hidrogênio na suspensão formada por TiO2 e azo corante aumentou a constante de velocidade de degradação de DR23. Destes, o íon persulfato demonstrou ser o oxidante mais favorável, já que dos três, a descoloração de 97,6% ocorreu em 1 min de irradiação quando foi utilizada a concentração de 2,50x10-4 mol L-1. Na presença do íon clorato 95,9% do azo corante foi descolorido também em 1 min usando-se a concentração de 50,0x10-4 mol L-1. O H2O2 foi o menos efetivo dos três, uma vez que para descolorir 97,8% foi necessária a adição de 50,0x10-4 mol L-1 em 120 min de irradiação. A constante de velocidade de degradação do corante em TiO2 sob as diversas condições experimentais foi cerca de três vezes mais rápida sob radiação solar do que sob iluminação artificial.

ASSUNTO(S)

corantes - aspectos ambientais environmental chemistry química ambiental photocatalysis fotocatálise corantes - biodegradação colorings

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