Nanoestruturas em fotocatálise: uma revisão sobre estratégias de síntese de fotocatalisadores em escala nanométrica

Abstract

Recebido em 19/11/08; aceito em 29/4/09; publicado na web em 6/10/09 NANOSTRUCTURES IN PHOTOCATALYSIS: A REVIEW ABOUT SYNTHESIS STRATEGIES OF PHOTOCATALYSTS IN NANOMETRIC SIZE. Advanced oxidative processes (AOPs) are based on chemical processes that can generate free radicals, such as hydroxyl radicals ( . OH) which are strong, non-selective oxidant species that react with the vast majority of organic compounds. Nanostructured semiconductors, especially titanium dioxide (TiO 2 ) in the anatase phase, are well-established photocatalysts for this process, which have proved to be useful in the degradation of dyes, pesticides and other contaminants. Research in different strategies for the synthesis of nanostructured semiconductors, with particular characteristic is currently a topic of interest in many studies. Thus, this paper presents a review about various synthesis strategies of nanostructured photocatalysts.Keywords: synthesis; nanostructured photocatalysts; photodegradation. INTRODUÇÃODiversos setores da atividade industrial ou agrícola geram grandes quantidades de resíduos tóxicos ou ricos em atividade microbiana. Por exemplo, cerca de 30% dos corantes sintéticos (azocorantes) utilizados industrialmente são transformados em resíduos, uma vez que apresentam baixa fixação em fibras celulósicas.1 Outro exemplo de grande interesse encontra-se na contaminação de águas de irrigação agrícola por pesticidas e fertilizantes químicos (agroquímicos). Atualmente estas classes de compostos químicos são consideradas a segunda maior fonte de contaminação da água potável nos países em desenvolvimento.2 Por fim, efluentes com atividade microbiana também são ainda um grande problema quando se trata de saúde pública. Por diversas questões, cada vez mais as autoridades governamentais têm-se preocupado com os problemas ambientais gerados a partir destas atividades. O Brasil é pioneiro na edição de normas regulamentadoras para o descarte de efluentes líquidos, como exemplifica a Instrução Normativa N o 2, de 3 de janeiro de 2008, do MAPA (Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento). Trata-se de novas normas de trabalho a serem seguidas pela aviação agrícola em conformidade com os padrões técnicos operacionais e de segurança para este setor. Estabeleceu-se que os eventuais restos de agrotóxicos remanescentes nos aviões utilizados na aplicação deverão passar para um sistema de oxidação de agrotóxicos, para redução da concentração de potenciais poluentes. Apesar de o gerador de ozônio (ozonizador) ser o sistema de oxidação citado nesta instrução normativa, novas estratégias de oxidação que apresentarem comprovado potencial podem ser utilizadas para este fim, como também poderão ser utilizadas em outros processos de descontaminação como, por exemplo, na despoluição de áreas contaminadas com corantes, atividade microbiana, entre outros.Atualmente, os Processos Oxidativos Avançados (POAs) vêm sendo amplamente utilizados como uma alternativa no tratamento efluentes contaminados, em especial processos fotocatalíticos utilizados...

DEGRADAÇÃO DO EFLUENTE DO TINGIMENTO DE PELES DE PEIXE NA PRESENÇA DE Fe+2 EM SOLUÇÃO E Nb2O5 SUPORTADO EM ZEÓLITAS NaA E NaX (DEGRADATION OF THE FISH SKINS DYEING WASTEWATER IN THE PRESENCE OF Fe+2 IN SOLUTION AND Nb2O5 SUPPORTED ON NaA AND NaX ZEOLITES)

“…Na fotólise, a foto-oxidação do efluente pode ser devido à excitação eletrônica dos substratos orgânicos (moléculas presentes no efluente), na qual o substrato no estado excitado (SX * ) (equação 5) transfere elétrons para uma molécula receptora, usualmente o oxigênio molecular em solução, formando radicais catiônicos e aniônicos que são responsáveis pelas reações subsequentes (equação 6). O substrato também pode ser quebrado pela incidência de radiação (equação 7), formando os radicais R  e X  , os quais reagem com o oxigênio molecular dissolvido (equação 8) e então dão origem aos radicais orgânicos peroxilas (RO2  ) que podem levar à completa mineralização do substrato (Mourão et al, 2009):…”

“…A degradação do substrato ocorre quando o substrato adsorvido reage com a lacuna formada (h + ) (equação 10), ou a partir da formação dos radicais hidroxila (OH) (equação 11) e ânion superóxido (O2 -) (equação 12) que podem mineralizar o substrato (Mourão et al, 2009):…”

Remoção De Cor De Lixiviado De Aterro Sanitário Através Do Processo Uv/H2o2

“…À vista disso, o processo objetiva oxidar substâncias orgânicas e melhorar a biodegradabilidade do efluente, se destacando ao obter bons resultados no que tange a remoção da cor (WANG; SMITH; EL-DIN, 2003). Quando comparado com outros POA, como Fenton, Ozônio, UV/O3, UV/TiO2, a fotólise do peróxido de hidrogênio apresenta as seguintes vantagens: completa miscibilidade com a água, estabilidade, disponibilidade comercial e custos de investimento baixo (MOURÃO et al, 2009). Além de que, entre os POA, o sistema baseado na combinação da ação da luz ultravioleta e peróxido de hidrogênio (UV/H2O2) é o mais antigo (LITTER, 2005).…”

Síntese, caracterização e atividade fotocatalítica de catalisadores nanoestruturados de TiO2 dopados com metais

“…11 A síntese de NTTs pode ser feita por diferentes métodos, dentre os quais se destacam o molde químico, a oxidação anódica eletroquímica e o tratamento hidrotérmico. 7,[12][13][14][15] Os dopantes podem ser introduzidos através de impregnação, coprecipitação e dopagem ou processo sol-gel. A escolha da rota desempenha um papel significativo na atividade fotocatalítica, pois é possível que uma amostra dopada tenha boa absorção na região do visível, porém sem ação fotocatalítica.…”