Estudo da degradação de corantes têxteis via processo oxidativo avançado foto-fenton com uso de nanocompósitos de matriz CB/Fe

Abstract

A indústria da moda figura entre as maiores produtoras de resíduos, dentre os quais encontram-se os corantes sintéticos. Os efluentes gerados por esta indústria têm alta capacidade de poluição. Um mecanismo de tratamento de contaminantes para esse ramo, são estações de tratamento de efluentes (ETE), que não conseguem remover por completo a carga alta de agentes recalcitrantes que há nos resíduos líquidos. Com isso, tem-se usado variadas técnicas para complementar tais dificuldades, como os processos oxidativos avançados. O presente trabalho buscou estudar a degradação da mistura aquosa dos corantes têxteis azul reativo 21, vermelho direto 227, vermelho direto 23 e preto direto 22 via processo foto-Fenton empregando lâmpada sunlight e nanocompósitos de celulose bacteriana com ferro. Para preparo da membrana de celulose bacteriana (CB) foram utilizadas cepas de Komagataeibacter hansenii e os meios de cultura Hestrin-Schram e salino. Em seguida, foram produzidos e estudados nanocompósitos (NC) de CB/Fe pelo método ex-situ com duas matrizes a base de ferro, cloreto de ferro III e sulfato de ferro II. O segundo NC conduziu a uma melhor eficiência de tratamento da matriz aquosa, sendo selecionado e analisado via espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier. Assim foi possível constatar que não há diferença entre os espectros do material antes e após o tratamento. Ao analisar os parâmetros operacionais do processo foto-Fenton, constatou-se que a maior eficiência de degradação da mistura dos corantes foi atingida ao utilizar a concentração de 100 mg∙L-1 de peróxido de hidrogênio e 5 NC, durante 120 min. O estudo de recuperação do NC após 5 ciclos, com uma reimpregnação de ferro a cada utilização atingiu uma eficiência de 92%. A cinética de degradação atingiu o equilíbrio após 120 min e seguiu um perfil de pseudoprimeira ordem, ajustando-se bem aos modelos de Chan e Chu e He et al. Ao analisar a toxicidade da solução da mistura de corantes após o tratamento via processo foto- Fenton, empregando o nanocompósito de CB/Fe, observou-se que este proporcionou melhores índices de crescimento radicular para as espécies de sementes e diminuiu os níveis de toxicidade em relação a solução antes do tratamento. Por fim, o uso de nanocompósitos de CB/Fe como catalisador em processos foto-Fenton usando lâmpada sunlight é vantajoso principalmente com a possibilidade de reúso do material por até cinco usos, com apenas uma reimpregnação.