Obtenção de Nanopartículas de Ferro de Valência Zero Suportadas em Material Sólido para Aplicação em Processos Oxidativos AvançadosZS

Abstract

A atividade humana ao longo do tempo vem promovendo a degradação do ambiente de uma forma geral, devido aos diferentes tipos de processos conduzidos pela sociedade. Alguns setores, como os de tintas, têxtil, automotivo, informática, e construção, dentre outros, utilizam pigmentos de tintas, ao longo dos processos, para dar cor aos inúmeros objetos existentes. Todavia, esses pigmentos, geralmente de natureza orgânica, após o devido uso, necessitam ser descartados de forma adequada no ambiente. A estrutura molecular dos corantes, no caso dos orgânicos, apresenta cadeias grandes, tornando a degradação lenta e difícil. Esse trabalho buscou avaliar a utilização de nanopartículas de ferro de valência zero na degradação do corante reativo vermelho Drimaren X-6BN 150 e variáveis como pH, concentração de ferro total, concentração de peróxido de hidrogênio residual e tamanho de partícula. Além disso, foram levantados dados de caracterização e parâmetros cinéticos, como ordem de reação e a energia de ativação desse sistema, que foi de 25,8 kJ.mol-1, sugerindo um mecanismo difusional, para a degradação do corante. Nanosílica SBA-15 sintetizada junto às nanopartículas de ferro de valência zero também foi utilizada na degradação do corante, após caracterizada por diferentes técnicas. Foram avaliadas as concentrações do corante, do peróxido de hidrogênio residual e ferro total. Foi verificado que a condição ótima para degradação do corante foi em pH 3,0, [corante]0 = 100 mg.L-1, [H2 O2 ] 0 = 100 mg.L-1, [Fe0 ] 0 = 107 mg.L-1, T = 25 °C, 150 rpm de agitação. Os resultados mostraram que a degradação obtida nessas condições foi aproximadamente 75%, enquanto que ao utilizar somente as nanopartículas de ferro, 99% do corante foi removido, após 120 minutos de reação em ambos os casos. Todavia, foi observado um aumento na concentração de ferro total na solução, após o experimento conduzido somente com as nanopartículas de ferro, obtendo-se 40 mg.L-1 de ferro total. Enquanto no ensaio conduzido com material sintetizado suportado, a concentração de ferro foi de 5 mg.L-1, minimizando assim a formação de lodo na reação de Fenton, e o possível tratamento necessário para adequar o efluente ao correto descarte nos corpos hídricos.