Photocatalytic activity of TiO2 and core-shell CoFe2O4@TiO2 system obtained by the modified Pechini method

The need to control textile effluents due to contamination of rivers has led CONAMA to regulate and require a more efficient treatment process. Among the methods of treatment, heterogeneous catalysis stands out due to its high efficiency. The most used photocatalyst is TiO2. The combination of this material with other ones has been employed to improve its activity and/or its performance. Several systems have been tested, including the core-shell that constitutes a complete coverage of one material by another. In this work, TiO2@CoFe2O4 was synthesized by the modified-Pechini method with the addition of CoFe2O4 nanoparticles into the polymeric resin containing titanium. A magnetic material was obtained, which was characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (IR), ultraviolet - visible spectroscopy (UV-Vis), specific surface area by the BET method. The materials were applied in the photodiscoloration of an azo dye. The pure TiO2 calcined at 700 °C showed a mixture of phases anatase / rutile in the proportions 77/23%, which was the calcination temperature which led to the highest photocatalytic activity in the discoloration of the solution yellow gold remazol (RNL). A discoloration of 81% in color of the solution was attained after 6 h of exposure to UV light, while 94% was reached after 2 h of irradiation with sunlight. With the core@shell system CoFe2O4@TiO2 synthesized with 90 % of TiO2, a mixture of anatase and rutile of 92 : 8% was obtained for a calcination temperature of 500 °C. This material showed 76% discoloration after 16 h of exposure to UV light under the same conditions used for the test with pure TiO2Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESA necessidade do controle de efluentes têxteis devido à contaminação de águas fluviais tem levado órgãos como o CONAMA a regulamentar e exigir um processo de tratamento mais eficiente. Dentre os métodos de tratamento estudados, os Processos Oxidativos Avançados (POA) têm demonstrado grande eficiência, como na fotocatálise heterogênea utilizando materiais semicondutores, sendo o TiO2 um dos mais empregados. A combinação deste material com outros tem sido estudada com o objetivo de melhorar a atividade e/ou performance do mesmo. Para isso vários sistemas têm sido utilizados, dentre eles o core@shell, que consiste na completa cobertura de um material por outro. Neste trabalho o CoFe2O4@TiO2 foi sintetizado pelo método Pechini modificado, com a adição do CoFe2O4 nanoparticulado à uma resina polimérica de titânio, sendo obtido um material magnético, o qual foi caracterizado por difração de raios X (DRX), espectroscopia infravermelho (IV), espectroscopia na região ultravioleta e visível (UV-Vis), análise de área superficial específica pelo método de BET. Os materiais foram testados na fotodegradação de um corante azo. O TiO2 puro calcinado a 700 ºC, apresentou mistura de fases anatase / rutilo com proporção 77 / 23 %, sendo a temperatura de calcinação que levou à maior atividade fotocatalítica na descoloração da solução de amarelo ouro remazol (RNL). Foi obtida 81 % de redução da cor da solução em 6 h de exposição a luz UV e 94 % após 2 h com irradiação de luz solar. Com o sistema core@shell CoFe2O4@TiO2 sintetizado com 90 % de TiO2 foi obtida uma mistura de 92 % de anatase e 8 % de rutilo, para uma temperatura de calcinação de 500 ºC. Este material levou a 76 % de descoloração em 16 h de exposição à luz UV com as mesmas condições utilizadas para o teste com o TiO2 pur