Degradação do corante azo vermelho ácido 8 por processo foto-Fenton heterogêneo utilizando Fe3-xTixO como catalisador

Abstract

Neste trabalho foi avaliada a degradação do corante azo vermelho ácido 8 (AR8) por processo foto-Fenton utilizando catalisador sintetizado em laboratório com base na fórmula química Fe3-xTixO4, com diferentes valores de x. A degradação do corante foi estudada em água destilada sob irradiação com lâmpada ultravioleta. A estrutura e composição do catalisador foi caracterizada por difratometria de raios X (DRX) e a morfologia por microscopia eletrônica (MEV). A área superficial específica e as caracterizações composicionais da superfície e do material também foram avaliadas por espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS) e fluorescência de raios X por energia dispersiva (EDX). A concentração do corante foi determidada por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e a mineralização pela determinação de carbono orgânico dissolvido (COD). Foi observada uma melhor eficiência na degradação de AR8 com a menor concentração de H2O2 (3 mmol L-1) utilizada. A variação de pH mostrou que o processo de degradação de AR8 apresenta uma ligeira dependência com o pH na faixa de pH de 2,6 – 5,6. A avaliação da concentração de titânio no catalisador mostrou que o aumento da concentração de Ti diminuiu a eficiência da degradação de AR8, porém, aumentou a estabilidade do material diminuindo a lixiviação de ferro para a solução. A decomposição de H2O2 no processo estudado foi influenciada pelo processo homogêneo, ferro em solução, e também pelos catalisadores que apresentam titânio em sua composição.

In this work the degradation of the azo dye Acid Red 8 (AR8) by photo-Fenton process using catalyst synthesized in the laboratory based on Fe3-xTixO4, with x variation, was evaluated. The dye degradation was studied in distilled water using ultraviolet irradiation. The structure and composition of the catalyst was characterized by X-ray diffraction (XRD) and the morphology by electron microscopy (SEM). The specific surface area and compositional characterization of surface and material were also evaluated by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and energy dispersive Xray (EDX). Dye concentration was determinated by high performance liquid chromatography (HPLC) and mineralization by dissolved organic carbon (DOC). Higher AR8 degradation efficiency was observed with lower concentrations of H2O2 (3 mmol L-1 ) used. Degradation efficiency showed a slight dependence of the process in the pH range 2.6 to 5.6. Increasing Ti concentration decreased the AR8 degradation efficiency, however, increased the stability of the material decreasing the iron leaching to the solution. The decomposition of H2O2 in the studied process was influenced by the homogeneous process, iron in solution, and also by the catalysts with titanium in its composition.