Fotoeletrocatálise sobre Ti/TiO2 : aplicação na descoloração de mistura de corantes sintéticos

Diversos poluentes químicos, provenientes de inúmeras atividades produtivas, demandam uma ação preventiva aos recursos naturais. A preocupação iminente é o que estes agentes podem acarretar ao meio ambiente e a contaminação do mesmo tem sido apontada como um dos maiores problemas da sociedade moderna. Com isto, novas normas e legislações cada vez mais rígidas têm sido adotadas em todo o mundo com a finalidade de minimizar o impacto dos poluentes aos recursos naturais do planeta. As indústrias de couro, em conjunto com as indústrias têxteis, são exemplos de atividades produtivas responsáveis pela contaminação de águas naturais. Isso se deve ao fato destas atividades produzirem grande quantidade de efluentes provenientes de tingimentos com corantes reativos considerados não tóxicos, mas sofrerem uma degradação parcial biológica, fazendo com que as moléculas parcialmente degradadas se liguem a outras moléculas, levando à formação de compostos muito mais tóxicos que os corantes originais. Desta forma, constituem-se em um grupo de compostos orgânicos que apresentam crescente perigo ambiental. Neste trabalho pretendeu-se avaliar quais fatores fotoeletrocatalíticos, dentro daqueles estudados, podem afetar a eficiência da descoloração de misturas dos azocorantes Alaranjado Reativo 16, Preto Reativo 5 e Vermelho Reativo 198 no sistema Ti/TiO2/KCl. Após a descoloração, as soluções foram analisadas por espectrofotometria UV-Vis, utilizando as funções gaussianas e, posteriormente, analisadas por espectroscopia no infravermelho e, algumas, por Raman. O TiO2 suportado na placa de Ti foi caracterizado por difração de raios-X e fluorescência de raios-X por dispersão em energia para avaliar o tratamento químico realizado. Os resultados demonstraram que a concentração do azocorante na mistura é determinante no seu tempo de descoloração e o aumento na velocidade de agitação da solução foi responsável pela diminuição no tempo de irradiação e uma maior degradação dos azocorantes, possibilitando o uso de maiores concentrações destas espécies no estudo. Além disso, com o auxílio das técnicas de difração raios-X e fluorescência de raios-X por dispersão em energia foi verificado que o método de preparação do filme particulado preservou as formas cristalinas do semicondutor (anatase/rutilo) e não houve incorporação de impurezas. Através da espectroscopia Raman, constatou-se que os íons Cl-, presentes na interface eletrodo/solução, podem sofrer a oxidação nas condições de estudo para gerar as espécies ClO3-. Estas espécies demonstraram serem poderosos agentes oxidantes, que em conjunto com os radicais hidroxilas, atuam na eficiência do processo fotoeletrocatalítico. Apesar da alta porcentagem observada na descoloração dos corantes (acima de 66 %), os espectros FTIR demonstraram a formação de agrupamentos intermediários, provenientes da quebra de ligação preferencial na estrutura química dos azocorantes, indicando que não houve a completa degradação/mineralização pretendida.Several chemical pollutants from many productive activities require a pre-emptive action to natural resources. The imminent concern is that these agents may lead to contamination of the environment and it has been identified as one of the biggest problems of modern society. With this, new standards and increasingly stringent laws have been adopted around the world in order to minimize the impact of polluting the planet's natural resources. The leather industries, together with the textile industries are examples of productive activities responsible for the contamination of natural waters. This is because these activities produce large quantities of effluents from dyeing with reactive dyes considered non-toxic, but suffer a partial biological degradation, making the partly degraded molecules to bind to other molecules, leading to formation of more toxic compounds the original colors. Thus, constitute themselves into a group of organic compounds has become a growing environmental hazard. This work was intended to assess which photoelectrocatalytic factors, within those studied, could affect the efficiency of decolorization of Reactive Orange 16, Reactive Black 5 and Reactive Red 198 azo dyes mixtures on Ti/TiO2/KCl system. After decolorization, the solutions were analyzed by UV-Vis spectrophotometry, using Gaussian functions and then analyzed by infrared spectroscopy, and some, by Raman. The TiO2 supported on Ti plate was characterized by X-ray diffraction and energy dispersive X-ray fluorescence to assess the chemical treatment carried out. The results showed that the concentration of the azo dye mixture is determinant in decolorization time and the increase in solution agitation speed was responsible for the decrease in the time of irradiation and further azo dye degradation, enabling the use of higher concentrations of these species in the study. Moreover, with the help of X-ray diffraction and energy dispersive fluorescence X-ray techniques was found that the method of preparation of the film retained the particulate semiconductor crystalline forms (anatase / rutile) and no incorporation of impurities. Through Raman spectroscopy, it was found that Cl- ions, present at the interface electrode/solution may undergo oxidation under the conditions of study to generate species ClO3-. These species proved to be powerful oxidizing agents, which together with the hydroxyl radical, work in photoelectrocatalytic process efficiency. Despite the high percentage observed in discoloration of the dyes (above 66%), the FTIR spectra showed the formation of intermediate groups, break from the preferential binding of the azo dye chemical structure, indicating that there was not a complete degradation/mineralization required