Preparação, caracterização e aplicação de um material catalisador para os processos fenton heterogêneo e fotocatálise heterogênea

No presente trabalho desenvolveu-se um sistema catalítico através da impregnação de íons Fe(III) no conhecido concreto celular autoclavado. Após caracterização por difração de raios-X (DRX), espectroscopia Mössbauer de 57Fe, termogravimetria (TG), medidas de área superficial (BET), espectrofotometria de absorção atômica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e medidas de densidade, estudou-se a atividade catalítica dos sistemas obtidos. Para tanto empregou-se o processo Fenton ou fotocatálise heterogênea na degradação de corantes utilizados em processos industriais. Por ser menos denso que a água o material desenvolvido tem a interessante propriedade flutuar na superfície de efluente ou de águas residuais a serem tratados. Isto permite que após o processo de degradação ele seja facilmente removido. A isso se soma o fato de que o suporte já possui hematita impregnada, oriunda dos materiais que constituem o concreto celular autoclavado. Esse óxido de ferro (III) possui um "gap" energético baixo, permitindo assim que a fotocatálise seja ativada por de energia solar. O sistema preparado foi aplicado em dois diferentes processos, Fenton e fotocatálise heterogênea, visando a degradação do Índigo Carmim, corante utilizado na indústria têxtil. O processo foi acompanhado por espectroscopia de ultravioleta na região do visível e os produtos da degradação foram identificados por espectrometria de massas com ionização eletrospray (ESI-MS/MS). A verificação do grau de mineralização de ambos os processos foi feita através de medidas de Carbono Orgânico Total (COT). A toxicidade dos produtos de degradação para ambos os processos foi testada em células veron (célula de rim de macaco), que é um teste padrão para toxicidade em mamíferos, e com artemia salina, que é um marcador ambiental muito importante.In this work it was prepared a catalytic system using Fe(III) ions supported on an autoclaved cellular concrete. After characterization by X-ray powder diffraction (DRX), 57Fe-Mössbauer spectroscopy, Thermogravimetric analysis (TG), Surface Area Measurements (BET), Atomic Absorption Spectrometry, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Density Measurements, a catalytic investigation was performed. This study has been focused on the degradation, by Fenton or heterogeneous Photocatalysis, of dyes employed in industrial process. Since the catalytic system is less dense than water it remains on the surface of effluents or wastewaters. Hence it can be easily removed after finishing the treatment process. The concrete possess traces of hematite in its structure, which originates from its components. The gap of energy of this material is low enough to allow the activation of the photocatalytic process by solar energy. The prepared system was employed in the degradation, by Fenton and heterogeneous Photocatalysis, of Indigo Carmine used in textile industry. The process was monitored by ultraviolet spectroscopy in the visible region and the generated products were identified by mass spectrometry ionization eletronspray (ESI-MS/MS). The degree of mineralization of the dye in both processes was monitored by analysis of Total Organic Carbon (TOC). The toxicity of generated products, for both processes, were tested in cells Verona (monkey kidney cell), which is a standard test for toxicity in mammals, and brine shrimp, which is a very important environmental probe