Evaluación del Sistema Fotocatalítico SrZrXSn1-XO3 Utilizado para la Degradación del Colorante Aamrillo Remazol Empleando Diseño Box-Behnken

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i2.12328

Palabras clave:

Diseño experimental; Perovskita; Fotocatálisis.

Resumen

La contaminación de los efluentes ocurre a menudo debido a la eliminación inadecuada de tintes textiles o sus subproductos. A menudo, estos pueden ser cancerígenos y / o mutagénicos. Dado lo anterior, es clara la necesidad de métodos efectivos para el tratamiento de efluentes. Este tratamiento ocurre por procesos biológicos, físicos y / o químicos. En cuanto a los procesos químicos, destaca la fotocatálisis heterogénea, principalmente porque garantiza una degradación eficaz de los contaminantes. En este sentido, los óxidos metálicos mixtos, actúan como fotocatalizadores y constituyen estructuras capaces de producir una gran familia de sólidos con propiedades físicas aptas para la degradación de contaminantes. Las perovskitas como en el caso del sistema semiconductor SrZrxSn1-xO3, son eficaces en la degradación de los tintes textiles en los efluentes. El presente trabajo tuvo como objetivo utilizar el modelo de Box-Behnken para evaluar el comportamiento de los óxidos resultantes de las modificaciones estructurales del sistema SrZrxSn1-xO3, en relación con la decoloración del tinte amarillo dorado remazol. Los óxidos sintetizados se caracterizaron mediante técnicas instrumentales y se desarrolló un proyecto Box-Behnken 34. A partir de esto, se evaluó la influencia de factores como la modificación estructural, la masa de óxido, el tiempo de exposición y el número de lámparas UVC. La decoloración del tinte se controló a partir de la atenuación de la absorbancia a la 411 nm. Según los resultados, el mayor porcentaje de decoloración se obtuvo utilizando el óxido SrZr0.25Sn0.75O3 durante un tiempo aproximado de 6 horas en contacto con 1 lámpara UVC.

Biografía del autor/a

Yohanna Ribeiro Klafke, Universidad Estatal de Paraíba

Programa de Posgrado en Ciencia y Tecnología Ambiental

Mayara Macedo da Mata, Universidad Estatal de Paraíba

Programa de Posgrado en Química

Ieda Maria Garcia dos Santos, Universidad Federal de Paraiba

Programa de Posgrado en Química

Mary Cristina Ferreira Alves, Universidad Estatal de Paraíba

Programa de Posgrado en Química

Simone da Silva Simões, Universidade Estadual da Paraiba

Programa de Posgrado en Química

Citas

Ajmal, A., Majeed, I., Malika, R.N., Iqbala, M Nadeemb, M. A., Hussaina, I,… Nadeema, M. A. (2016). Photocatalytic degradation of textile dyes on Cu2O-CuO/TiO2 anatase powders. Journal of Environmental Chemical Engineering, 4, 2138–2146.

Alves, M.C F., Souza, S.C., Lima, H, H. S., Nascimento, M. R. M., Silva, R.S., Espinosa, J.W.M., … Santos, M. G. (2009). Synthesis of CaSnO3-SrSnO3 thin films by Chemical Solution Deposition, J. Alloys Compd ,476, 507-512.

Barros Neto, B., Scarminio, I. S., Bruns, R. E. (2010). Como fazer experimentos. Campinas Bookman, 4.

Can, M.Y., Kaya, Y., Algur, O.F. (2006). Response surface optimization of the removal of nickel from aqueous solution by cone biomass of Pinus sylvestris, Bioresour. Technol. 97 1761–1765.

Catanho, M., Malpass, G. R. P., Motheo, A. J. (2006). Avaliação dos tratamentos eletroquímico e fotoeletroquímico na degradação de corantes têxteis, Quim. Nova, 29, 983-989.

Cavalcante, L.S., Simões, A.Z, Sczancoski, J.C., Longo, V.M., Erlo, R.,…Varela, J.A. (2007). SrZrO3 powders obtained by chemical method: Synthesis, characterization and optical absorption behavior, Solid State Sciences, 9, 1020-1027.

Cervantes, T .N. M., Zaia, D. A. M., Santana, H. (2009). Estudo da fotocatálise heterogênea sobre ti/tio2 na descoloração de corantes sintéticos, Química Nova, 32, 2423-2428.

Correa, C. A. R., Aquino S. F., Caldas P. C. P., Silva S. Q. (2009). Uso de extrato de levedura como fonte de carbono e de mediadores redox, para a degradação anaeróbia de corante azo, Engenharia Sanitária Ambiental, 14, 559 – 568.

Costa, F. A. P., Reis, E. M., Azevedo, J. C. R., NozakI, J. (2004). Bleaching and photodegradation of textile dyes by H2O2 and solar or ultraviolet radiation, Solar Energy, 77, 29 – 35.

Dotto, G.L., Vieira, M., L.G., Gonçalves, O. J., L., Pinto, A. A. (2011). Remoção dos corantes azul brilhante, amarelo crepúsculo e amarelo tartrazina de soluções aquosas utilizando carvão ativado, terra ativada, terra diatomácea, quitina e quitosana: estudos de equilíbrio e termodinâmica. Quim. Nova, 34, 1193-1199.

Fabbricino, M., Pontoni L. (2016). Use of non-treated shrimp-shells for textile dye removal from wastewater, Journal of Environmental Chemical Engineering, 4 Part A, 4100–4106.

Kunz, A., Peralta-Zamora P., Gomes de Moraes S., Durán N. (2002). Novas tendências no tratamento de efluentes têxteis, Quim. Nova, 25, 78-82.

M. P. Pechini, U.S. Patent 3.330.697 (1967).

Maeda, K., Eguchi, M., Oshima, T. (2014). Perovskite Oxide Nanosheets with Tunable Band-Edge Potentials and High Photocatalytic Hydrogen-Evolution Activity, Ang Chem Internat, 53, 13164–13168.

Mahmouda, M. S., Mostafab M. K., Mohamedc S. A., Sobhya N. A., Nasrd M. (2017). Bioremediation of red azo dye from aqueous solutions by Aspergillus niger strain isolated from textile wastewater, Journal of Environmental Chemical Engineering, 5, 547–554.

Malato, S., Blanco, J., Fernandez-alba, A.R., Aguera, A. (2002). Solar photocatalytic meneralization of commercial pesticides: acrinathrin, Chemosphere, 235.

Meinratha, G. (1998). Chemometric analysis: Uranium(VI) hydrolysis by UV-Vis spectroscopy, Journal of Alloys and Compounds, 275, 777–781.

Meinratha, G., L. S., Elbanowskid, M. (2004). Spectroscopy, chemometrics and metrology—three aspects of lanthanide chemistry, Journal of Alloys and Compounds, 380, 413–417.

Mountstevens, E.H., Attfield, J.P.E, Redfern, S.A.T. (2003). Cation-size control of structural phase transitions in tin perovskitas, J. Phys, 15, 8315-8326.

Nakamoto, K. (1986). Infrared and raman spectra of inorganic and coordination compounds. John Wiley e Filhos.

Peralta-Zamora, P., K., Moraes, A. S.G., Pelegrini, R., Moleiro, P.C., Reyes, J., Mansilla, H., Duràn, N. (1999). Degradation of reactive dyes I, A comparative study of ozonation, enzymatic and photochemical processes. Chemosphere, 38, 835-852.

Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. J., Shitsuka, R. Metodologia da Pesquisa Científica. (pg 28-29) 1. ed. – Santa Maria, RS : UFSM, NTE, 2018. e-book.

Ramo, L. B., Silva, A. G., Pereira, C. X., Torres, C. S., Silva Júnior, E. P., Martins, G. C., Torres, M. C. M., Alves M. C. F., Simões, S. S (2020). Microcystin‑LR removal in water using the system SrZrXSn1‑XO3:influence of B cation on the structural organization of perovskite. Chemical Papers. https://doi.org/10.1007/s11696-020-01423-8.

Sainia, J., Gargb V.K., Guptaa R.K., Katariac N. (2017). Removal of Orange G and Rhodamine B dyes from aqueous system using hydrothermally synthesized zinc oxide loaded activated carbon (ZnO-AC), Journal of Environmental Chemical Engineering, 5, 884–892.

Sales, H. B., Bouquet, V., Députier, S., Ollivier, S., Gouttefangeas, F., Guilloux-viry M., … Santos. I. M.. G. (2014). Sr1_xBaxSnO3 system applied in the photocatalytic discoloration of an azo-dye, Solid State Sciences, 28, 67-73.

Sauer, T. P., Casaril, L., Humeres, E., Moreira, R. F. P. M. (2005). “Mass transfer and photocatalytic degradation of leather dye using TiO2/UV,” Journal of Applied Electrochemical, 35. 821–829.

Soutsas, K., Karayannis, V., Poulios, I. A., Ntampegliotis, K., Spiliotis, X., Papapolymerou, G. (2010). Decolorization and degradation of reactive azo dyes via heterogeneous photocatalytic processes, Desalination, 250, 345–350.

Tarrida, M., Larguem, H., Madon, M. (2009). Structural investigations of (Ca,Sr)ZrO3 and Ca(Sn,Zr)O3 perovskite compounds, Phys Chem Miner, 36, 403–413.

Toniolo, J. F. S., Toniolo, R. N. S. H., Magalhães, C.A.C., Perez, M. S. (2012). Structural investigation of LaCoO3 and LaCoCuO3 perovskite-type oxides and the effect of Cu on coke deposition in the partial oxidation of methane, Applied Catalysis. B Environmental, 117-118, 156-166.

Udawatte, C.P., Kakihana, M., Yoshimura, M. (2000). Low temperature synthesis of pure SrSnO3 and the (Bax Sr1-x)SnO3 solid solution by the polymerized complex method, Solid State Ionics, 128: 217.

Vasques, A. R., Souza, M. A. G. U., L. Weissenberg, L., Souza, A. A. U. (2011). Adsorção dos corantes RO16, RR2 e RR141 utilizando lodo residual da indústria têxtil, Eng Sanit Ambient, 16, 245 – 252.

Wang, W M O., Tadé, M. O., Shao, Z. (2015). Research progress of perovskite materials in photocatalysis- and photovoltaics-related energy conversion and environmental treatment, Chem. Soc. Ver., 44, 5371-5408.

Weng, C-H., Tao, H. (2015). Highly efficient persulfate oxidation process activated with Fe0 aggregate for decolorization of reactive azo dye Remazol Golden Yellow. Arabian Journal of Chemistry.

Wood, D.L, Tauc, J. Weak (1972).Absorption Tails in Amorphous Semiconductors. Phys. Rev 5.

Yetilmezsoy, K., Demirel, S., Vanderbei, R. J. (2009). Response surface modeling of Pb (II) removal from aqueous solution by Pistacia vera L.: Box–Behnken experimental design, Journal of Hazardous Materials, 171, 551–562.

Yücela, E., Y., Yücelb, M. D. (2016). Process optimization for window material CdS thin films grown by a successive ionic layer adsorption and reaction method using response surface methodology, Journal of Alloys and Compounds, 664, 530–537.

Zhang, W.F..J., Tang, J. Ye. (2006). Photoluminescence and photocatalytic properties of SrSnO3 perovskite. Chem. Phys. Lett., 418, 174–178.

ZIlle, A. Gornacka, B., Rehorek, A., Cavaco-paulo, A. (2005). Degradation of Azo Dyes by Trametes villosa Laccase over Long Periods of Oxidative Conditions, Applied and Environmental Microbiology, 71, 6711-6718.

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Publicado

25/02/2021

Cómo citar

KLAFKE, Y. R. .; MATA, M. M. da .; SANTOS, I. M. G. dos .; ALVES, M. C. F. .; SIMÕES, S. da S. . Evaluación del Sistema Fotocatalítico SrZrXSn1-XO3 Utilizado para la Degradación del Colorante Aamrillo Remazol Empleando Diseño Box-Behnken. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 2, p. e48610212328, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i2.12328. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/12328. Acesso em: 17 jul. 2024.

Número

Sección

Ciencias Exactas y de la Tierra