Desempenho do compósito fotocatalisador TiO2/Ftalocianina de zinco, visando sua aplicação em fotocatálise solar

The present study sought to compare the performance of a composite based on association between the TiO2 P25 and zinc phthalocyanine (TiO2/FtZn 1.6%), and TiO2 P25 in the photocatalytic degradation and mineralization of the dye Ponceau 4R (C.I. 16255), P4R. The result in laboratory scale presented by composite, in the absence of hydrogen peroxide, is about three times higher than that presented by TiO2 P25, resulting in 50% of mineralization dye after 120 minutes of reaction. This performance has been attributed to the synergy between zinc phthalocyanine aggregates and the surface of the catalyst. Additional studies conducted in laboratory scale to define the most appropriate concentration of hydrogen peroxide to accelerate the mineralization of P4R, were made using just the composite. It was observed that when a concentration of 0.1 mL/L (9.7 x 10-4 M or 33 mg of H2O2 per litre of solution) in terms of H2O2 was used, the performance of the reaction was improved. The role of the pH of the medium on the degradation and mineralization of P4R, promoted by the composite and also by TiO2 P25, was also evaluated. To P4R degradation, pH showed no significant effect. However, for mineralization the best performance occurred at pH 6.0 in both cases. Photocatalytic tests on a large scale, made under action of solar radiation using a CPC (Compound Parabolic Collector) reactor under the best conditions of pH and concentration of H2O2, defined in laboratory scale, reinforce the higher efficiency of the composite TiO2/FtZn 1.6%.Mestre em QuímicaO presente estudo buscou comparar o desempenho de um compósito baseado na associação entre o TiO2 P25 e ftalocianina de zinco (TiO2/FtZn 1.6%), e o TiO2 P25, na degradação e mineralização fotocatalítica do corante Ponceau 4R (P4R) (C.I. 16255). O resultado em escala de bancada apresentado pelo compósito, na ausência de peróxido de hidrogênio, é cerca de três vezes superior ao apresentado pelo TiO2 P25, resultando em uma mineralização de cerca de 50% do corante após 120 minutos de reação. Esse desempenho tem sido atribuído à sinergia entre agregados de ftalocianina de zinco e a superfície do catalisador. Estudos adicionais conduzidos em escala de laboratório visando definir a concentração mais adequada de peróxido de hidrogênio para acelerar a mineralização do P4R, foram feitos usando apenas o compósito. Observou-se que quando uma concentração de H2O2 igual a 0.1 mL/L (9,7 x 10-4 M ou 33 mg de H2O2 por litro de solução) foi usada, o desempenho da reação foi melhorado. O papel do pH do meio sobre a degradação e mineralização do P4R, promovida pelo compósito e também pelo TiO2 P25, em escala de bancada, foi avaliado. Para a degradação do P4R, o pH não mostrou efeito significativo. No entanto, para a mineralização, o melhor desempenho ocorreu a pH 6 em ambos os casos. Testes fotocatalíticos em larga escala, feitos sob ação de radiação solar usando um reator CPC (Compound Parabolic Collector), nas melhores condições de pH e concentração de H2O2 definidas em escala de laboratório, reforçam a eficiência superior do TiO2/FtZn 1,6%