Remoção de corante Rodamina B em efluente sintético por fotocatálise heterogênea com ZnO e Nd/ZnO

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Barbosa, João Hampshire Olsson
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
• Palavras-chave em Português: Heterogenous photocatalysis; Rhodamine b; Fotocatálise heterogênea; Corantes e tingimentos; Rodamina b; Nd/ZnO; Efluente têxtil; Textile wastewater; ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22784

No presente trabalho, foram realizados ensaios experimentais para estudar a possibilidade de remover, por fotocatálise heterogênea, o corante Rodamina B (RhB) em solução aquosa e em efluente sintético produzido em laboratório. Estudos de degradação de corantes têxteis por fotocatálise heterogênea mostram um significativo aumento na atividade fotocatalítica do ZnO ao ser dopado com terras-raras, sendo o neodímio (Nd) uma dessas opções promissoras. Baseando-se nesses estudos, foram sintetizados dois catalisadores Nd/ZnO por impregnação úmida com solução de Nd(OH)3, obtendo 0,1 e 0,5% em massa de Nd em ZnO. Para o tratamento fotocatalítico com ZnO puro e Nd/ZnO, foi empregada uma lâmpada UV-Vis sobre a solução aquosa contendo RhB em um reator, sob agitação e temperatura controladas durante 150 min. O mesmo ensaio fotocatalítico com os três catalisadores foi realizado para o efluente sintético preparado em laboratório. A eficiência da remoção de cor da solução foi avaliada por meio da técnica de espectrofotometria UV-Vis. Pelo fato do corante ser orgânico, também foi monitorada a redução de carga orgânica após o tratamento pela análise da demanda química de oxigênio (DQO). Para a caracterização dos catalisadores, foram realizadas as análises de difração de raios X (DRX), fisissorção de N2 (BET, BJH), análise termogravimétrica, análise química por espectroscopia de emissão atômica por plasma acoplado indutivamente (ICP-OES), espectroscopia com infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de absorção UV-Vis por reflectância difusa (DRS), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e potencial zeta. Pelas caracterizações dos catalisadores Nd/ZnO sintetizados, observou-se a manutenção da estrutura wurtzita e morfologia quase esférica, apresentadas no ZnO puro. A análise textural indicou materiais de baixa área específica, e isoterma do Tipo II, conforme a classificação IUPAC. Pela análise de DRS, a energia de band gap EG do ZnO também permaneceu inalterada após a síntese com as duas concentrações de Nd, mostrando que os catalisadores de Nd/ZnO absorviam preferencialmente radiação UV. Na solução aquosa de RhB, o catalisador Nd(0,1%)/ZnO obteve 100% de descoloração, igual ao ZnO puro, demonstrando grande potencial para a remoção de corantes. No efluente têxtil sintético, apesar da remoção de RhB ter sido inferior (7%), o catalisador Nd(0,1%)/ZnO apresentou uma redução significativa da carga orgânica (50%), superior ao ZnO (30%). Os resultados promissores para a redução da DQO indicam que os catalisadores Nd/ZnO podem ser eficazes na degradação de outros compostos orgânicos presentes em efluentes têxteis. Otimizações na síntese e nas condições de operação podem melhorar ainda mais o desempenho dos catalisadores para a remoção de RhB e outros corantes. A pesquisa demonstra o potencial dos catalisadores Nd/ZnO para o tratamento de efluentes têxteis, com resultados animadores na redução da carga orgânica. Mais estudos são necessários para otimizar a aplicação desses catalisadores na descoloração completa de efluentes têxteis.