Fotodegradação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos em placas de sílica impregnadas com dióxido de titânio

Abstract

Recebido em 15/3/04; aceito em 4/10/04; publicado na web em 2/2/05 PHOTODEGRADATION OF POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS (PAHs) ADSORBED ONTO SILICA GEL CHROMATOGRAPHIC PLATES IMPREGNATED WITH TiO 2 . Photodegradation of the PAHs anthracene, chrysene and benzo [k]fluoranthane on silica gel impregnated with TiO 2 and over glass plates holding TiO 2 was studied. Silica gel plates holding these substances were exposed to solar radiation, developed with hexane and photographed under ultra-violet light. The plates containing benzo[k]fluoranthene were also analysed by both diffuse reflectance and laser induced fluorescence. Diffuse reflectance spectra of the fluorescent spot from non irradiated plates showed small differences when compared with those obtained from irradiated plates. These spectral differences are compatible with formation of less conjugated compounds during irradiation. Fluorescence and time resolved fluorescence spectra observed after irradiation were identical to those obtained with benzo[k]fluoranthene in methanol. On plates holding silica, PAH degradation requires longer periods of solar irradiation when compared with those plates containing silica impregnated with TiO 2 . Glass plates impregnated with TiO 2 also showed very rapid PAH degradation.Keywords: PAH; photodegradation; thin layer chromatography. INTRODUÇÃOOs hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) são contaminantes ubíquos, formados em processos de combustão incompleta de matéria orgânica. O interesse no estudo da contaminação ambiental por essas substâncias está diretamente relacionado com suas propriedades biológicas, pois, vários componentes deste grupo apresentam propriedades carcinogênicas/mutagênicas 1-3 . Devido aos riscos à saúde representados por estas substâncias, metodologias para descontaminação das matrizes ambientais contaminadas têm sido demandadas. Entre os métodos estudados para degradação de poluentes orgânicos, os processos oxidativos avançados (POAs) têm se destacado por suas elevadas capacidades de destruição, que se processam através de uma série de reações quí-micas e não apenas de transferência de fase e por suas aplicabilidades em grande número de matrizes 4 . Os POAs baseiam-se na formação de radicais hidroxilas 5,6 (•OH) altamente oxidantes (Eº = 2,8 V) e capazes de reagir com praticamente todas as classes de compostos orgânicos e inorgânicos podendo levar à formação de intermediários mais biodegradáveis e, por vezes, à mineralização total dos poluentes 4 . Alguns semicondutores, dentre os quais o dióxido de titânio, têm sido muito utilizados nestes processos. Estas substâncias possuem a banda de valência (BV) eletronicamente completa e a banda de condução (BC) com estados de energia vazios. A absorção de fótons com energia suficiente resulta na promoção de elétrons da banda de valência para a banda de condução, com geração de lacunas (h+) na banda de valência. Estas lacunas possuem potenciais muito positivos que variam de 2,0 a 3,5 V, valores suficientes para produzirem radicais •OH a partir de moléculas...

Molecular Photochemistry

“…Although the nature of all oxidizing species formed on semiconductor surface after light absorption is controversial, all authors agree that hydroxyl radical is the main oxidizing species formed on semiconductor surface. Effectively all detected intermediary species during photodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons and halogenated organic compounds are typically hydroxylated structures (Bahnemann, 1999;Oliveira et al, 2004b;Xavier et al, 2005). More difficult to clarify is if oxidation proceeds by direct or indirect route, directly by holes or by hydroxyl radical formed from them, bonded to surface or in solution.…”

Solar Photochemistry for Environmental Remediation - Advanced Oxidation Processes for Industrial Wastewater Treatment

“…Effectively all detected intermediary species during photodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons and halogenated organic compounds are typically hydroxylated structures (Bahnemann, 1999;Oliveira et al, 2004b;Xavier et al, 2005). More difficult to clarify is if oxidation proceeds by direct or indirect route, directly by holes or by hydroxyl radical formed from them, bonded to surface or in solution.…”