SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE NANOCRISTAIS DE TiO2 VIA PROCESSO HIDROTÉRMICO E SUA ATIVIDADE NA FOTODEGRADAÇÃO DE UM CORANTE DA INDÚSTRIA COUREIRA

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

Neste trabalho foi realizada a síntese do catalisador TiO2 utilizando o método hidrotérmico em diferentes condições de síntese a fim de estudar a influência do tempo e temperatura de síntese sobre as propriedades físicas do material. A síntese do dióxido de titânio foi baseada na rota desenvolvida por Venkatachalam et al. (2007), onde a etapa de calcinação foi substituída pelo tratamento hidrotérmico. Esse tratamento foi realizado em períodos reacionais de 6, 12, 24 e 36 h e em diferentes temperaturas (150 e 200C), mantendo constante a composição molar do meio reacional. Os materiais obtidos foram caracterizados por difração de raios-X, fluorescência de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia no infravermelho, espectroscopia na região do UV-visível e adsorção de nitrogênio pelo método BET. Os resultados do presente trabalho demonstraram a obtenção de nanopós de dióxido de titânio na forma anatase pura, com alta área superficial e tamanho de cristalitos em escala nanométrica. Para os estudos de adsorção e atividade fotocatalítica do material, foi escolhido o catalisador sintetizado a 200C e 12 h. O corante modelo para os testes de adsorção e ensaios de atividade foi o corante Direct Black 38. Para o estudo de adsorção do material foram utilizadas soluções aquosas do corante em diferentes concentrações iniciais, e realizados estudos sobre a cinética, equilíbrio e parâmetros termodinâmicos deste processo de adsorção. Soluções sintéticas de corante com volumes fixos foram preparadas e adicionadas uma concentração de 1 g/L de TiO2. Uma avaliação da capacidade de adsorção do corante pelo TiO2 mostrou que o melhor ajuste dos dados foi descrito através da classificação de Giles, pela curva do tipo-S. Dos parâmetros termodinâmicos observou-se que o processo de adsorção é endotérmico, com forças fracas de Van der Walls atuando, em função do baixo valor de H obtido (5,60 KJ/mol). Com relação aos valores positivos de G obtidos, conclui-se que a contribuição entálpica foi superior à contribuição entrópica. O dióxido de titânio comercial (P25-Degussa) foi utilizado como catalisador em um ensaio comparativo de fotocatálise com o material sintetizado. A degradação fotocatalítica do corante DB38 foi estudada para diferentes concentrações iniciais de corante e diferentes concentrações de catalisador. As condições de ensaio foram: pH 2,5, temperatura 25C e volume de solução de 400 mL, em reator do tipo batelada com o catalisador em suspensão. O óxido produzido apresentou eficiente atividade catalítica na degradação do azocorante em solução aquosa, sendo similar à do TiO2 comercial (P25-Degussa). Este estudo de fotocatálise heterogênea mostrou que a concentração inicial de corante influencia na taxa de degradação significativamente, e que a variação da concentração do catalisador na faixa de 0,25 a 1,00 g/L pouco influencia sobre a taxa de degradação.

ASSUNTO(S)

engenharia de producao engenharia de produção nanocristais dióxido de titânio indústria do couro degradação química

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