Desenvolvimento de adsorvente fotocatalítico integrado à base de OG-αFe2O3 para tratamento de efluentes

Abstract

Técnicas avançadas de tratamento de poluentes aquosos vêm se mostrando cada vez mais flexíveis a fim de alcançar uma melhor eficiência e viabilidade técnica na remoção de contaminantes orgânicos emergentes. Uma alternativa pertinente emprega o uso de adsorventes fotocatalíticos integrados, materiais que combinam a adsorção com a fotocatálise heterogênea, tomando como objetivo majoritário a remoção de poluentes secundários gerados e possibilitando a mineralização de espécies orgânicas em meio aquoso. Neste trabalho, foi sintetizado um material híbrido base OG-αFe2O3 produzido a partir da co-precipitação do Fe(III) sobre as folhas de Óxido de Grafeno (OG). O nanomaterial foi submetido à metodologia de impregnação química assistida por ultrassom em montmorillonita (MMT) e um novo material foi produzido por uma etapa adicional de calcinação a 300 oC sendo avaliados de acordo com a avaliação comparativa via testes de afinidade, configurando dois materiais distintos: OG-αFe2O3-MMT e OG-αFe2O3-MMT/300. Os testes foram realizados em um reator fotocatalítico que garantiu a exposição à radiação UVC e agitação contínua para análise de remoção dos corantes sintéticos azul de metileno e amarelo tartrazina por descoloração da solução bem como avaliou-se a remoção dos fármacos propranolol e cloroquina. O OG-αFe2O3-MMT/300 apresentou um desempenho fotocatalítico superior quando comparado ao OG-αFe2O3-MMT. As caracterizações de MEV e DRX que possibilitaram aferir o comportamento de compactação da área específica do AFCI após a calcinação bem como os picos que confirmam a decoração do OG com hematita e impregnação na MMT. A natureza aniônica do amarelo, diferente do azul, mostrou-se limitante no percentual de remoção para ambos os materiais. Os resultados dos percentuais de remoção de azul de metileno e amarelo de tartrazina foram estimados em 77,14 ± 0,3% e 9,49 ±0,5% para o material não calcinado, de forma respectiva, e em 92,79 ±1,2% e 14,3 ±0,85% para o material calcinado. Já no caso dos fármacos propanol e cloroquina, o material não calcinado não apresentou remoção no limite de quantificação para o propanolol e 1,96 ±0,1% para a cloroquina e o compósito tratado apresentou 87,71 ±2,5% e 88,07 ±1,0%, respectivamente.