Avaliação de Desempenho do Sistema Fotocatalítico SrZrXSn1-XO3 para Degradação de Corante Amarelo de Remazol Utilizando o Modelo Box-Behnken
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i2.12328Palavras-chave:
Desenho experimental; Perovskita; Fotocatálise.Resumo
A contaminação de efluentes muitas vezes ocorre pelo descarte inadequado de corantes têxteis ou seus subprodutos. Estes muitas vezes podem ser cancerígenos e / ou mutagênicos para o bioma. Diante do exposto fica clara a necessidade de métodos eficazes para o tratamento de efluentes. Este tratamento ocorrer por processos biológicos, físicos e/ou químicos. No tocante aos processos químicos, a fotocatálise heterogênea se destaca, principalmente porque garante uma degradação efetiva dos contaminantes. Neste sentido os óxidos metálicos mistos, atuam como fotocatalisadores e constituem estruturas capazes de produzir uma grande família de sólidos com propriedades físicas adequadas para a degradação de muitos poluentes. As perovskitas do tipo ABO3 modificadas, como é o caso do sistema semicondutor SrZrxSn1-xO3, são eficazes na degradação de corantes têxteis em efluentes. O presente trabalho teve como objetivo utilizar o modelo Box-Behnken para avaliar o desempenho dos óxidos resultantes das modificações estruturais do sistema perovskita SrZrxSn1-xO3, em relação à descoloração do corante amarelo dourado remazol. Os óxidos sintetizados foram caracterizados por técnicas instrumentais e um projeto Box-Behnken 34 foi desenvolvido. A partir deste a influência de alguns fatores como modificação estrutural, massa de óxido, tempo de exposição e o número de lâmpadas UVC foram avaliados. A descoloração do corante monitorada a partir da à atenuação da absorbância no comprimento de onda 411 nm. De acordo com os resultados obtidos o maior percentual de descoloração foi obtido utilizando o óxido modificado SrZr0.25Sn0.75O3 por um tempo aproximado 6 horas em contato com 1 lâmpada UVC.
Referências
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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