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Consultar: Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica

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Ttulo [PT]: Degradao fotocataltica de corantes txteis reativos utilizando catalisadores suportados em zelita
Ttulo [EN]: Photocatalytic degradation of reactive textile dyes
Autor(es): Samira da Silva Mendes
Palavras-chave [PT]:

Fotocatlise heterognea. Efluentes txteis. Descolorao. Corantes reativos. Zelita. Fotocatlise. Degradao. Brasil.
rea de concentrao: Desenvolvimento de Processos
Titulao: Mestre em Engenharia Qumica
Banca:
Ndia Regina Camargo Fernandes Machado [Orientador] - UEM
Veronice Slusarski Santana - UNIOESTE
Giane Gonalves Lenzi - Brazilian Archives of Biology and Technology
Resumo:
Resumo: A produo txtil resulta em altos nveis de poluio devido ao grande volume de efluentes produzidos. Esta indstria consome grandes quantidades de gua e de produtos qumicos nos processos de tingimento e acabamento, incluindo os corantes txteis que representam uma grande ameaa para o ambiente. Em funo da dificuldade encontrada em degradar esses corantes, uma vez que eles so quimicamente estveis, os processos de oxidao avanada (POAs), em particular a fotocatlise heterognea, se mostraram mtodos promissores para a remoo de poluentes orgnicos dos efluentes txteis. Este trabalho objetivou a aplicao da fotocatlise heterognea no tratamento de efluente txtil sinttico (soluo de corante Azul Reativo 250 (RB250) e Azul Reativo 222 (RB222) a 10 e 100 mg.L-1, utilizando radiao artificial UV-VIS, potncia de 250 W, durante 5 h. Os catalisadores utilizados foram preparados com 5% e 10% (mim) de ZnO e Nb205 suportados em zelita NaA por impregnao mida e por troca inica. Os catalisadores foram primeiramente caracterizados para identificar as propriedades estruturais, texturais e morfolgicas. Nos testes de degradao foram avaliados os seguintes parmetros: tipo de catalisador e influncia do suporte, influncia da concentrao inicial do corante e influncia da estrutura molecular dos corantes. A eficincia do processo fotocataltico na descolorao foi determinada em termos da reduo de DQO e absorbncia (espectrofotometria UV-VIS). Entre os catalisadores estudados, 10% ZnO/NaA foi o fotocatalisador mais eficiente, atingindo 93% de descolorao e 80% de reduo de DQO, para a soluo de 10 mg.L-1do corante Azul Reativo 250 (RB250) em 5 h de reao. O fotocatalisador com 10 % Nb205/NaA reduziu a cor em 92% e reduziu a DQO em 75%. As solues diludas foram mais facilmente degradadas, seguindo cintica de pseudo-primeira ordem, enquanto que a degradao das solues concentradas foi menor, com aparente cintica de ordem zero. Com a soluo de corante Azul Reativo 222, foram alcanados resultados inferiores ao tratamento com RB250, que apresentou uma taxa de degradao em tomo de 50% maior que para o corante RB222. Com os catalisadores ZnO e Nb205 em suspenso tambm foram obtidos resultados eficientes na degradao da soluo dos corantes. Dentre eles, com ZnO houve descolorao de 98% para a soluo de corante RB250 e 81% para a soluo de corante RB222, enquanto que Nb205 descobriu 82 e 79%, respectivamente. Os testes com trs zelitas puras, NaA, NaX e NaY, mostraram que a zelita auxilia o processo fotoqumico, provavelmente pela sua caracterstica nucleofihica que estabiliza os radicais hidroxila formados. A utilizao de catalisadores suportados mostrou-se eficiente com resultados ligeiramente melhores do que quando foram utilizados catalisadores mssicos em suspenso, o que viabiliza a aplicao do processo fotocataltico comercialmente.

Abstract: Textile production results in high levels of poilution due to the large volume of effluent produced. These industries consume large amounts of water and chemicais in the processes of dyeing and finishing, including textile dyes that represent a major threat to the environment. Due to the difficulty found to degrade these dyes, since they are chemically stable, the advanced oxidation processes (AOPs), in particular heterogeneous photocatalysis, proved to be a promising method for the removal of organie pollutants from textile effluents. This work aims at the application of heterogeneous photocatalysis to treat textile effluent (synthetic dye solution of Reactive Blue 250 (RB250) and Reactive l3lue 222 (RB222), with concentration of 10 and 100 mg.L-1), using artificial UV-Vis radiation, power of 250 W for 5 h. The catalysts used were prepared with 5% and 10% (mim) of ZnO and Nb205 supported on NaA zeolite by wet impregnation and ion exchange. The catalysts were characterized to identify the structural, morphological and textural characteristics. In the degradation tests of the synthetic dye solution, the following parameters were evaluated: type of catalyst and the influence of the support, initial concentration of dye and the molecular structure of the dyes. The efficiency of the photocatalytic process in discoloration was evaluated in terms of reduction of COD and absorbance (UV-VIS spectrophotometry). Among the catalysts studied, 10% ZnO/NaA was the most efficient, reaching 93% of discoloration and 80% reduction of COD, for a 10 mg.L-1 solution of Reactive Blue 250 dye after 5 h of reaction. The photocatalyst with 10% Nb205/NaA reduced the color by 92% and the COD by 75%. The diluted solutions were more easily degraded following the kinetics of pseudo-frst order, while degradation of concentrated solutions was lower, with apparent zero order kinetics. The solution of dye Reactive Blue 222 subjected to the treatment showed inferior resuits compared with treatment of RB250, which showed a degradation rate around 50% higher than for that RB222. ZnO and Nb205 catalysts in suspension also achieved good results in the degradation of the dye solution. ZnO achieved decolorization for the 98% RB250 solution and 81% for the RB222 solution, whiie the values for were Nb20582 and 79%, respectively. Tests with three pure zeolites showed that the zeolite helps the photochemical process, probably due to its nucleophilic feature that stabilizes the hydroxyl radicais. The use of supported catalysts was efficient with slightly better results than when used catalysts were suspended mass, which enables the application of photocatalytic process commercially.
Data da defesa: 19/04/2013
Cdigo: vtls000207951
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2013
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Ndia Regina Camargo Fernandes Machado
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Centro de Tecnologia. Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica
Nvel: Dissertao (mestrado em Engenharia Qumica)/
UEM: Departamento de Engenharia Qumica

Responsavel: saletep
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: Dissertao corrigida 06-08-2013.4.1.pdf
Tamanho: 14136 Kb (14475274 bytes)
Criado: 03-04-2014 11:31
Atualizado: 03-04-2014 12:17
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