Desenvolvimento de catalisadores nanoparticulados para Química Orgânica

Abstract

Com a globalização e expansão industrial, os impactos ambientais são notáveis e amplamente conhecidos em diversas esferas, como no meio aquático. Uma das formas mais comuns de contaminação de efluentes, é através do manejo e despejo inadequado de corantes na indústria cosmética, farmacêutica e têxtil, sendo essa última a maior contribuinte para essa problemática. Esses corantes são substâncias orgânicas que em sua maioria, apresentam o grupo azo em sua estrutura (-N=N-) que têm potencial cancerígeno, mutagênico e genotóxico. Por esse motivo é de interesse o estudo de métodos que contribuam na degradação dessas espécies em meio aquoso para o tratamento de ambientes aquáticos poluídos, dessa forma, metodologias de catálise nessa degradação são vistas positivamente. Dessa forma, se tem destacado o uso de nanopartículas, especificamente de prata (AgNP), para a nanocatálise de corantes orgânicos. Nesse trabalho as AgNPs foram sintetizadas em sua forma esférica com diferentes estabilizantes, que foram os ácidos tânico (AT) e ascórbico (AA), polivinilálcool (PVA), polivinilpirrolidona (PVP), N-isopropilacrilamida (IPA) e citrato de sódio (Cit). Além disso, foram caracterizadas via UV-Vis, TEM, potencial zeta, DLS e a concentração real obtida através do ICP-OES. Posteriormente foram aplicadas na degradação dos corantes alaranjado de metila (MO), vermelho congo (CR), remazol preto B (BR) e remazol vermelho RB (RR), com a catálise avaliada via UV-Vis em um tempo máximo de até 40 min. Houve sucesso na síntese e caracterização de nanopartículas esféricas e todas se mostraram eficientes nanocatalisadores, obtendo rendimentos de degradação acima de 80% em uma média de 30 minutos. Dentre essas, as AgNPs estabilizadas com PVP, em especial se destacaram na grande maioria dos processos de degradação, apresentando os melhores rendimentos. A cinética de degradação para essas reações também foi estudada com a finalidade melhor o desempenho dos nanocatalisadores, foram obtidos nesse processo valores expressivos para constante de velocidade. O estudo da degradação através da fotocatálise também foi realizado, no entanto, não apresentou resultados satisfatório. A síntese de AgNPs sem o uso do NaBH4 também foi avaliada na presença dos estabilizantes AT e AA, entretanto, os rendimentos dessas reações foram inferiores a 50%, necessitando de mais estudos. Em suma, o trabalho mostrou o potencial das AgNPs para a degradação de corantes industriais, nomeadamente corantes remazol muito pouco estudados na literatura, e abre espaço para novas possibilidades de tratamentos eficientes de águas residuais.