Avaliação da efetividade de remoção de cor de soluções corantes e efluentes têxteis pelo tratamento fotocatalítico de óxidos de ferro recobertos com dióxido de titânio.

Abstract

Este trabalho foi realizado para avaliar a efetividade do uso de ferritas encapsuladas com titânio (CoFe2O4@TiO2) na remoção fotocatalítica de cor de soluções corantes (azul de metileno e azul HFRL) e de efluente têxtil. A síntese do CoFe2O4@TiO2 e do TiO2 foi realizada de acordo com o método dos precursores poliméricos, sendo os materiais obtidos caracterizados por difração de raios X, adsorção de nitrogênio (técnica BET), ponto de carga zero (PCZ), dentre outras técnicas. Ensaios fotocatalíticos realizados no reator cilíndrico com o corante azul de metileno mostraram que as propriedades fotocatalíticas do TiO2 e do CoFe2O4@TiO2 só foram evidenciadas com o uso da lâmpada UV quando o reator era usado na posição horizontal. Quando o reator cilíndrico foi utilizado na posição vertical, com injeção de ar para se manter o catalisador em suspensão, a eficiência de degradação do corante foi menor na presença do catalisador, provavelmente porque os catalisadores reduziram, por efeito de escudo ou blindagem, a formação de radicais (OH . ) a partir do oxigênio dissolvido. Os ensaios no reator de mistura completa (TDH de 5h) mostraram, para o azul de metileno, que a melhor remoção de cor ocorreu em pH =12, onde obteve-se eficiência de 100% de descoloração com as lâmpadas UV e fluorescente, e de 80% para a lâmpada de luz negra. Para o azul HFRL, a melhor remoção de cor ocorreu em pH = 2 onde se obteve aproximadamente 25% na redução da cor para as lâmpadas negra e fluorescente e 85% para a lâmpada UV. No caso do efluente têxtil (TDH de 20h) a remoção de cor foi observada apenas para a lâmpada UV em pH = 2, e a apesar da visível remoção da cor nessa condição, não foi observada qualquer variação significativa na DQO do efluente têxtil, indicando que a matéria orgânica não foi mineralizada. Ensaios de biodegradabilidade aeróbia, realizados com o efluente industrial bruto e tratado fotocataliticamente, mostraram que o tratamento com luz UV na presença do CoFe2O4@TiO2 aumentou a biodegradabilidade da matéria orgânica do efluente industrial. Os ensaios fotocatalíticos com alimentação contínua nos reatores de mistura completa mostraram que a remoção mediana de cor para o azul de metileno foi de 48% e 70% com o uso das lâmpadas UV e fluorescente, respectivamente, no TDH de 5h. No caso do corante azul HFRL a degradação foi observada apenas para a lâmpada UV obtendo-se uma eficiência de remoção mediana de 75%. O aumento do TDH de 5h para 20h resultou em aumento da eficiência de remoção de cor para os corantes usados em qualquer condição utilizada. Para o corante azul HFRL, diferentemente do que foi observado para os ensaios em batelada, a presença do CoFe2O4@TiO2 pouco afetou a eficiência de fotodegradação do corante azo. No caso do efluente têxtil, os resultados obtidos mostraram que para todos os comprimentos de onda monitorados (277 nm, 400 nm, 611 nm and 780 nm), a remoção de cor foi maior quando se usava lâmpada UV (40 a 72%) quando comparada à lâmpada fluorescente (8 a 43%), sendo que os catalisadores testados tiveram pequeno impacto na eficiência de descoloração.