Estudo da mistura de TiO2 e ZnO em matriz polimérica para aplicação em fotocatálise heterogênea solar de lixiviado de aterro sanitário

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Nicoly Milhardo Lourenço Nohara
• Orientador(a): Hélcio José Izário Filho
• Banca de defesa: Leandro Gonçalves de Aguiar, Rodrigo Fernando dos Santos Salazar, Fernando Vernilli Junior
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade de São Paulo
• Programa de Pós-Graduação: Engenharia Química
• País: BR
• Link de acesso: https://doi.org/10.11606/D.97.2021.tde-19072023-123224

Processos de tratamento em scale up ainda são iminentes e impeditivos em função do custo e da dificuldade de oxidação de compostos de alta toxicidade e recalcitrantes. Uma tecnologia promissora para o tratamento de lixiviados é a fotocatálise heterogênea, um tipo de processo oxidativo avançado (POA) que pode utilizar a luz solar como fonte de irradiação. Dentre os semicondutores mais utilizados nesses processos, destacam-se o TiO2 e o ZnO que, se utilizados em conjunto, promovem uma taxa de degradação de poluentes superior em relação a utilização em separado; além de atuarem na faixa de absorção de luz solar (UV-Vis). Uma forma de utilizar os semicondutores é fixando-os em um suporte estacionário, como é o caso das tintas que podem ser aplicadas em qualquer superfície (conforme especificações do fabricante). O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de três proporções químicas de ZnO-TiO2 incorporadas a um verniz acrílico na degradação das principais funções orgânicas contidas no lixiviado (ácidos húmicos, ácidos fúlvicos e huminas). Com o objetivo de avaliar a eficiência do processo fotocatalítico, foram estudados como parâmetros de processo (1) três composições mássicas do sistema binário (ZnO35TiO2, ZnO56TiO2 e ZnO80TiO2); (2) três faixas de pH do lixiviado, (a) ácido (4,5-5,0), (b) neutro (6,5-7,0) e (c) alcalino (7,5-8,0). O percentual de degradação das concentrações do ácido húmico, ácido fúlvico e humina foram avaliados por meio de ferramentas estatísticas. Os resultados apontaram para uma maior facilidade em degradar o ácido húmico pela mistura ZnO80TiO2 e em meio ácido (níveis -1 e -1), com a máxima em 79%. As amostras de ácido fúlvico e humina, por sua vez, tiveram melhor desempenho com a mistura ZnO35TiO2 em pH básico (níveis 1 e 1). De maneira geral, os resultados se justificam pelas diferenças estruturais de solubilidade e composição dessas moléculas, bem como da distribuição de cargas superficiais e sua relação com os pontos de carga zero das tintas obtidas, além dos tamanhos de partícula obtidos com o preparo do material. Conclui-se, portanto, que uma solução economicamente viável e única para o tratamento dessas substâncias ainda não é viável, sendo necessários mais estudos para otimização desses experimentos.