Tratamento de águas contaminadas com corantes azóicos pela aplicação de processos oxidativos avançados fotoquímicos, eletroquímicos e fotoeletroquímicos utilizando radiação UVA e solar

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Santos, Alexsandro Jhones dos
• Orientador(a): Huitle, Carlos Alberto Martinez
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Corantes azo; Fotocatálise solar; Oxidação eletroquímica; Eletro-Fenton; Foto eletro-Fenton solar
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/25222

Os processos oxidativos avançados (POAs) são tecnologias promissoras para remediação ambiental. Estas tecnologias baseiam-se no elevado poder de oxidação dos radicais hidroxila (•OH), que têm uma alta reatividade para oxidar compostos orgânicos presentes nos efluentes líquidos. Nesta tese estudou-se a aplicação de diferentes POAs para tratar soluções sintéticas e reais contendo corantes azoicos. Estes compostos apresentam um grave risco socioambiental, uma vez que possuem alta toxicidade, e são resistentes aos métodos de tratamento convencionais. Os resultados obtidos são apresentados em quatro capítulos distintos. No capítulo 1 utilizaram-se dois valiosos recursos naturais do Brasil, nomeadamente, o sol da região Nordeste e o nióbio. Aliando-se estes dois bens verificou-se que a fotocatálise solar com óxido de nióbio (Nb2O5) é um método eficaz e econômico para descolorir corantes em baixas concentrações. A eficiência fotocatalítica do Nb2O5 foi avaliada através da variação das concentrações de corante, H2O2, Nb2O5 e pH. As melhores condições de tratamento foram 1 g L-1 de Nb2O5, 5 mg L-1 do corante, 0,20 M de H2O2 e pH 5. O fotocatalisador Nb2O5 foi reutilizado e ao final de cinco ciclos de tratamento, a eficiência permaneceu constante. No caso dos capítulos 2, 3 e 4 foram empregados tratamentos eletroquímicos e fotoeletroquímicos utilizando radiação UVA e solar. No capítulo 2, uma solução contendo o corante diazo Pounceau SS foi tratada usando uma planta de fluxo pré-piloto equipada com anodos de diamante dopado com boro (BDD) ou platina (Pt) e cátodo de difusão de ar conectados a um fotorreator contendo uma lâmpada UVA de 160 W. A oxidação anódica com H2O2 eletrogerado (AO-H2O2) foi mais eficiente com o BDD, devido à maior capacidade de oxidação dos radicais •OH heterogêneos formados na sua superfície. No eletro-Fenton (EF) e foto eletro-Fenton (FEF), os radicais •OH produzidos, pela reação de Fenton, foram mais reativos. O FEF teve um melhor desempenho devido à fotólise adicional de intermediários e fotodecarboxilação de complexos de Fe (III) com luz UVA. A grande influência da luz minimizou o efeito do anodo no processo, o qual é relevante na AO-H2O2 e EF. No capítulo 3 avaliou-se a influência da dureza da água no tratamento do corante preto de eriocromo T por meio do processo EF. A molécula do corante forma complexos com cálcio e magnésio. Estes complexos sendo estáveis dificultam o ataque eletrofílico dos radicais •OH. Assim, a dureza da água deve ser um parâmetro destacado no processo EF. No capítulo 4 teve-se em conta que atividades tão cotidianas como a lavagem de roupa geram corantes que precisam ser tratados. Uma alternativa viável é considerar um tratamento de água à escala doméstica. Um efluente real de máquina lavadora de roupa foi tratado por processos de oxidação eletroquímicos avançados, demostrando alta eficiencia e podendo ser aplicados como dispositivos descentralizados de tratamento em pequena escala. O FEF solar evidenciou ser um processo adequado para remoção completa de cor e matéria orgânica após 240 min de tratamento aplicando uma densidade de corrente de 66,6 mA cm-2. Os POAs estudados neste trabalho demonstraram ser tecnologias satisfatórias e sustentáveis para o tratamento de efluentes líquidos.