Fotocatalisadores de nanopartículas de prata/TiO2 ativados pela luz solar para degradação de compostos tóxicos petroquímicos

Abstract

A indústria petroquímica produz uma vasta gama de produtos úteis à sociedade, entretanto produz efluentes que possuem compostos orgânicos tóxicos, o que prejudica a fauna, flora e população humana da região. Um desses compostos é ácido p-toluico (p-TA) é um dos produtos intermediários na produção do ácido tereftálico, que é uma matéria prima do politereftalato de etileno (PET). A Petroquímica Suape, localizada em Pernambuco, produz o ácido tereftálico. Durante a produção desta matéria prima, o p-TA se torna presente no efluente. Os tratamentos físico-químicos e biológicos tradicionais tem dificuldade em retirar todos os compostos tóxicos presentes nestes efluentes, desta forma o estudo de métodos alternativos para degradação dos mesmos se torna importante. Deste modo, os Processos Oxidativos Avançados (POA) têm sido estudados nas últimas décadas com o objetivo de serem utilizados para a degradação de diversas substâncias orgânicas. E a fotocatálise heterogênea é um dos métodos de POA que se utiliza de semicondutores como o dióxido de titânio (TiO2), e luz, para gerar radicais altamente oxidantes, que possuem a capacidade de oxidar moléculas orgânicas, podendo as converter em gás carbônico, água e sais inorgânicos. O TiO2 é um material pouco tóxico, quimicamente estável e barato, mas só consegue gerar radicais quando irradiado com radiação ultravioleta, o que dificulta seu uso com luz solar. A dopagem com metais nobres, e em especial as nanopartículas de prata (AgNPs), podem alterar a estrutura do semicondutor, desta forma tornando possível a geração de radicais com luz visível. Os métodos convencionais de síntese de AgNPs produzem compostos tóxicos. A síntese verde com extratos de plantas tem sido uma área estudada para evitar esse problema, e produzir nanopartículas com propriedades específicas. A Moringa oleífera é uma espécie de árvore aclimatada a regiões semiáridas como o Nordeste brasileiro. Ela é utilizada para fins alimentícios e medicinais, devido a vasta gama de compostos presentes. O objetivo deste trabalho é a dopagem do TiO2 com AgNPs produzidos pela síntese verde utilizando o extrato de folhas de Moringa oleífera para a degradação do ácido p-toluico com o fotocatalisador sintetizado. O TiO2 foi dopado com diferentes quantidades de prata pela redução do nitrato de prata utilizando o extrato de folhas de moringa. O fotocatalisador Ag/TiO2 C1 na concentração de 0,5 g.L-1 apresentou uma degradação de 96% de p-TA após 120 minutos de irradiação, enquanto o TiO2 na concentração de 0,5 g.L-1 apresentou uma degradação de 100% de p-TA em 60 minutos. O fotocatalisador dopado apresentou menor degradação do efluente modelo, o que pode ser devido à aglomeração do material dopado durante a fotodegradação ou ao excesso de compostos orgânicos na superfície do fotocatalisador, ou ainda ao excesso de radiação ultravioleta da fonte luminosa utilizada no experimento que facilitou a degradação pelo uso do TiO2 P25. Análise físico-química do extrato de Moringa, dopagem do TiO2 P25 com Ag por métodos convencionais, e dopagem com outros materiais são recomendados.