Descoloração e degradação do azul de metileno por reação foto−Fenton sob luz visível utilizando uma argila rica em ferro como catalisador: planejamento DCCR e técnica CLEM

In this work, an iron-rich bentonite was thermally modified at 200 oC and posteriorly used as a heterogeneous catalyst in the decolorization and degradation of methylene blue dye (MB) by photo-Fenton reaction under visible irradiation. The variables such as catalyst concentration and pH were investigated in the reaction system to detect the optimal decolorization conditions using the response surface methodology (RSM) coupled with Central Composite Design (CCD). Photodegradation of MB was analyzed by LC-MS technique. The results indicated that the optimal conditions to obtain 94% of MB decolorization efficiency were pH = 2.4 and catalyst mass = 0.02 g. It was also possible to verify that the simultaneous combination of catalyst, hydrogen peroxide and visible light in the reaction medium was primordial for the increasing MB decolorization efficiency. MB degradation occurred partially at 180 min of photo-Fenton reaction, since the presence of dye in the solution was reduced, leading to its transformation into different intermediate products. Therefore, the catalyst used in this work has demonstrated a great potential for the degradation of cationic dye, allowing its use in advanced oxidation processesNeste trabalho, uma bentonita rica em ferro foi modificada termicamente a 200 °C e posteriormente utilizada como catalisador heterogêneo na descoloração e degradação do corante azul de metileno (MB) pela reação foto−Fenton sob irradiação visível. As variáveis massa do catalisador e pH foram investigadas no sistema de reação para detectar as condições ideais de descoloração usando a metodologia da superfície de resposta (RSM) acoplada ao Delineamento Composto Central Rotacional (CCD). A fotodegradação do MB foi analisada pela técnica LC−MS. Os resultados indicaram que as condições ideais para obter 94% de eficiência de descoloração do MB foram pH de 2,4 e massa de catalisador de 0,02 g. Também foi possível verificar que a combinação simultânea de catalisador, peróxido de hidrogênio e luz visível no meio de reação foi primordial para o aumento da eficiência da descoloração. A degradação do MB ocorreu parcialmente aos 180 minutos de reação foto−Fenton, uma vez que a presença de corante na solução foi reduzida, levando à sua transformação em diferentes produtos intermediários. Portanto, o catalisador utilizado neste trabalho demonstrou um grande potencial para a degradação do corante catiônico, permitindo seu uso em processos avançados de oxidação