Efeitos dos parâmetros operacionais na fotodegradação do azo corante direct red 23 na interface dióxido de titânio/água

Abstract

Recebido em 13/11/06; aceito em 27/4/07; publicado na web em 16/10/07 EFFECTS OF OPERATIONAL PARAMETERS ON THE PHOTODEGRADATION OF DIRECT RED 23 AZO DYE AT THE TITANIUM DIOXIDE / WATER INTERFACE. The decolorization and degradation of direct red 23 azo dye have been investigated in aqueous suspension of titanium dioxide under artificial irradiation. The effects of some operational parameters such as azo dye concentration, catalyst loading, and solution pH were investigated at 30.0 °C and optimized values were obtained. The first-order kinetic model was used to discuss the results. The UV-Vis spectra changes showed that the azo dye sample, collected after 6 h irradiation, was 98% decolorized while the residual total carbon was 97.9% degraded, indicating simultaneous photodecolorization and degradation.Keywords: photocatalysis; diazo dye; titanium dioxide. INTRODUÇÃOA contaminação de águas naturais tem sido apontada como um dos maiores problemas da sociedade moderna. Dentro deste contexto, o setor têxtil apresenta especial destaque por utilizar grandes quantidades de água e por gerar grandes volumes de efluentes, os quais apresentam composição extremamente heterogênea 1 . Estes efluentes apresentam coloração intensa porque aproximadamente 20% da produção total de corantes são perdidos para o meio ambiente durante a etapa de tingimento das fibras 2 . Considerandose ainda que mais de 50% da produção mundial de corantes orgâni-cos sejam provenientes das indústrias têxteis, significa que se o tratamento não for adequado pode alterar o ecossistema, diminuindo a transparência da água e a penetração da radiação solar e, conseqüentemente, a atividade fotossintética e a solubilidade dos gases. Além disso, admite-se que o maior problema ambiental seja gerado pela utilização ampla de azo corante, de reconhecido efeito carcinogênico e mutagênico, já que representa cerca de 60% dos corantes consumidos atualmente no mundo 3 . O tratamento de efluentes têxteis tem sido realizado através da combinação de processos convencionais físicos, químicos e bioló-gicos, em virtude das características complexas e bio-resistentes 4 . No entanto, estes processos não são destrutivos, pois simplesmente transferem o composto orgânico do meio aquoso para outro meio causando poluição secundária. Devido às limitações dos processos convencionais para descoloração de efluentes têxteis, têm se buscado as tecnologias efetivas e economicamente viáveis para resolução desse impasse ambiental. Uma alternativa para reduzir os subprodutos e a cor desses efluentes são os Processos de Oxidação Avançados (POAs) que geralmente utilizam agentes oxidantes fortes e/ou catalisadores, como TiO 2 , na presença ou não de radiação para gerar radical hidroxila HO•. Este radical por ser altamente reativo é capaz de mineralizar as substâncias orgânicas presentes nos efluentes industriais 5 . Dentre os processos que produzem radical hidroxila, a fotocatálise heterogênea tem se mostrado no decorrer das duas úl-timas décadas como um dos métodos mais promissores na destruição d...

Nanocompósitos semicondutores ZnO/TiO2: testes fotocatalíticos

“…27 Vários estudos ainda vêm sendo feitos usando TiO 2 como fotocatalisador para degradação de azo corantes têxteis nos quais é verificado o efeito de parâmetros operacionais. [28][29][30] Nosso grupo sintetizou, caracterizou e investigou as propriedades eletrônicas e fotocatalíticas de nanocompósitos semicondutores do tipo CdS/TiO 2 . 31 O presente trabalho teve como objetivo principal a síntese de nanocompósitos do tipo ZnO/TiO 2 , com diferentes proporções de ZnO, para aplicação em fotocatálise.…”

Optimization and Effects of Some Electron Acceptors on the Photocatalytic Degradation of Direct Red 23 Azo Dye

“…The decrease of the bands with maximum absorptions at 240 and 310 nm indicates the disappearance of the aromatic groups. Taking into account that the decolorization is related to the nitrogen double bond rupture, the elemental analysis for carbon was performed after sample irradiation for 6 h. As the initial concentration of total carbon for azo dye was 21.5% and 0.45% after 6h, this means that 97.9% of DR23 were degraded during the photocatalytic process, as it was reported in previous work 8 . The number of intermediates and products as a consequence of the DR23 degradation was obtained through the normalized UV-Vis spectra using the Imbrie Q mode factor analysis followed by varimax and Imbrie oblique rotations [12][13][14] .…”

“…The effects of the azo dye and the semiconductor concentrations, pH, and temperature were investigated simultaneously by a 2 3 factorial design. In this work, we extend these studies to the kinetics of simultaneous structural transformations of the azo dye during the irradiation 8 . Imbrie Q mode factor analysis followed by varimax and Imbrie oblique rotations were applied to the UV-Vis spectral data in order to investigate the formation of the DR23 intermediates and products obtained in degradation and decolorization of direct red 23 azo dye.…”

“…This unexpected result suggest that after the consumption of photogenerated electrons by persulfate, avoiding the recombination of electron-hole pair, more sulfate anion radical would be produced by photolysis (8) and reduction (5), enhancing the decolorization rate. This means that the more S 2 O 8 2-concentration is added the more decolorization is.…”

Heterogeneous oxidation of the dye Brilliant Green with H 2 O 2 catalyzed by supported manganese porphyrins

“…The literature also brings reports on the mutagenicity, carcinogenicity, and toxicity of these dyes [4][5][6]. Therefore, researchers have taken an interest in developing methodologies to minimize the environmental impact caused by industrial effluents.…”