DEGRADAÇÃO
fotoquímica DE CORANTES REATIVOS utilizando-se dióxido
de titânio imobilizado em sílica
Patricio
Peralta-Zamora (PQ), Airton Kunz (PQ), Elaine R. L. Tiburtius (IC)
Departamento
de Química - Universidade Federal do Paraná (UFPR)
C.P.
19081, CEP 81531-990, Curitiba-PR
palavras-chave:
dióxido de titânio, corantes reativos, degradação
fotoquímica.
Introdução
Nas últimas décadas os problemas
ambientais tem adquirido um caráter crítico,
especialmente em função do exacerbado crescimento
populacional e da significativa expansão das atividades que
lhe são características. Dentro do diversificado grupo
de atividades antrôpicas com potencial poluente, cabe à
atividade industrial um lugar de destaque, especialmente devido à
geração de grandes volumes de resíduos,
contendo espécies deletérias de diversa natureza.
Os problemas ambientais relacionados com a atividade da
industria têxtil tem sido bastante documentados1.
Trata-se de uma atividade com alto potencial poluente, devido à
geração de grandes volumes de resíduos,
contendo altas concentrações de corantes reativos. O
fato destes corantes apresentarem uma cinética de degradação
muito lenta nos processos biológicos convencionais, faz com
que grandes quantidades sejam liberadas diariamente nos corpos
receptores. Além de provocar poluição visual,
estes corantes podem provocar importantes alterações em
ciclos biológicos naturais, afetando principalmente mecanismos
de fotossíntese2.
Neste trabalho, apresenta-se um estudo de degradação
fotoquímica de um corante antraquinona de uso bastante
difundido na indústria de tingimento de fibras, utilizando-se
dióxido de titânio livre e imobilizado em sílica
gel.
Experimental
O
corante (remazol brilliant blue R, C.I. 61200)
foi utilizado em solução aquosa de 50 mg L-1.
Oxido de titânio (anatase, Degusa P-25) foi utilizado sem
purificação prévia. A forma imobilizada de TiO2
(TiSi) contendo 56 mg TiO2 / g sílica, foi
gentilmente cedida pelo grupo do Prof. Lauro Kubota (IQ-UNICAMP).
O
tratamento fotoquímico foi conduzido em um reator convencional
de vidro, equipado com refrigeração por água,
agitação magnética e sistema de oxigenação
(10 mL min-1). A suspensão, formada por 75 mL da
solução de corante (pH 6,0) e 50 mg de TiO2
(ou 1 g de TiSi), foi irradiada por cima utilizando-se uma lâmpada
a vapor de mercúrio de 250 W (Philips), localizada a 10 cm da
superfície da solução.
Para
controle analítico, amostras foram tomadas em tempos
convenientes, centrifugadas a 3500 rpm, filtradas em membrana de 0,45
mm e analisadas. A eficiência
dos processos em estudo foi avaliada monitorando-se a descoloração
das amostras no comprimento de onda de absorção máxima
(592 nm), em um espectrofotômetro HP 8452.
Estudos
preliminares tendentes a investigar o efeito da massa de
fotocatalisador, pH e presença de oxigênio foram
conduzidos via planejamento fatorial.
Resultados
Dentre
os principais resultados destacam (vide Figura 1):
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Figura 1. Descoloração do
corante remazol brilliant blue R.
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Rápida otimização do sistema
fotoquímico recorrendo-se à estratégia
multivariada.
Descoloração superior a 90% em tempos
da ordem de 90 min, utilizando-se fotocatalisador livre.
Descoloração superior a 95% em tempos
da ordem de 15 min, utilizando-se fotocatalisador imobilizado. A
eficiente descoloração é observada, mesmo em
regime de adições sucessivas de corante.
Extrema
facilidade operacional quando utiliza-se a forma imobilizada do
fotocatalisador, especialmente no momento da sua recuperação.
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Conclusões
A
forma imobilizada do fotocatalisador apresentou uma maior eficiência
de descoloração, provavelmente em função
do aumento da sua estabilidade química e da sua área
superficial. A significativa diminuição da opacidade do
meio, em relação à utilização do
semicondutor livre, contribui bastante para o observado aumento de
eficiência, uma vez que nestas condições a
penetração da radiação é
significativamente maior.
Referências
Furtado, M. R., Química e derivados,
Setembro, 10-17 (1996).
Kunz,
A. Mansilla, H.; Freer, J. Baeza, J. and Durán N., Proceeding
of the Fifth Brazilian Symposium on the Chemistry of Lignins and
Other Wood Components (Curitiba, Brazil), VI, 92-98 (1997).
[CNPq, FUNPAR]