ÁREA: IC-Iniciação Científica
TÍTULO: CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO CATALÍTICA DE MAGNETITAS SINTÉTICAS NA DEGRADAÇÃO DO FENOL
AUTORES: PEREIRA, J.R.P. - UFES; PEGORETTI, V.C.B. - UFMG; LELIS, M.F.F. - UFES; DONADIA, J.F. - UFES; SCHNEIDER, J. - UFES
JAQUEDONADIA@YAHOO.COM.BR
RESUMO: Os compostos fenólicos representam uma importante classe de contaminantes orgânicos, estando presentes em diversos efluentes industriais. Algumas indústrias, por utilizarem grandes volumes de água, geram também grandes quantidades de efluentes com alto potencial poluente, contendo também elevadas concentrações de espécies fenólicas, polifenólicas e as suas respectivas formas cloradas Para se estabelecer uma metodologia adequada para o tratamento de efluentes contendo fenol, foram realizados procedimentos que envolveram combinações entre a reação de Fenton, magnetitas sintéticas e irradição UV. Os resultados obtidos mostraram que, dentre as condições testadas, a reação de Fenton, utilizando as magnetitas dopadas com níquel foi o processo mais promissor (decomposição > 93%).
PALAVRAS CHAVES: magnetitas, fenton ,fenol
INTRODUÇÃO: : Uma vez que a água é essencial à vida, constitui um dos bens mais preciosos à disposição da humanidade. Com isso, o fenômeno de contaminação das águas desperta interesse e preocupação de toda a sociedade, que assiste à destruição do planeta. Dentre os diversos tipos de contaminantes, os compostos orgânicos aromáticos são os que apresentam o maior perigo ao meio aquático, pois além de serem extremamente tóxicos, apresentam um alto grau de solubilidade em água e baixa biodegradabilidade. Estudos recentes mostraram que sistemas do tipo Fenton contendo magnetitas podem fornecer bons resultados no controle da poluição ambiental (LELIS et al, 2005). Embora a oxidação catalítica mostre, em geral, boa eficiência, a necessidade de altas temperaturas e pressões acarretam em um alto custo operacional. Sistemas de oxidação catalíticas capazes de operar em condições mais brandas são de grande necessidade e importância.Neste trabalho, são apresentados os resultados sobre a utilização de magnetitas na degradação de fenol, utilizando-se os processos oxidativos avançados Fe3O4/ H2O2/UV, Fe2,47Ni0,53O4/ H2O2/UV e H2O2/UV do tipo Fenton heterogêneo (HIRVONEN, 2000; COSTA et al, 2003).
MATERIAL E MÉTODOS: O catalisador foi sintetizado baseado na síntese do precursor, hidroxoacetato férrico, e conversão por aquecimento em atmosfera de N2, a 430 ºC (Abreu Filho et al,1981). As amostras de magnetita foram caracterizadas por análises químicas por via úmida (Fe2+ e Fe total por dicromatometria e níquel por espectrofotometria de absorção atômica – AAS, utilizando o equipamento Carls Zeiss Jena AAS), por difratometria de raios X (DRX; Rigaku Geigerflex), por microscopia eletrônica de varredura (SEM; Jeol JSM-840A) e por espectroscopia Mössbauer à temperatura do ambiente (espectrômetro Mössbauer de transmissão com transdutor e gerador de função CMTE, modelo MA250 e fonte de Co57/Rh).Quanto ao processo oxidativo, as amostras contendo inicialmente 90,0 ppm de fenol foram expostas à irradiação UV em sistema contendo 10,0 mL de amostra, 30 mg de magnetita isenta de dopagem (Fe3O4) ou da magnetita dopada com níquel (Fe2,47Ni0,53O4) e 5 mL de H2O2 (2,0 mols.L-1.). A degradação do fenol foi monitorada por Espectroscopia de Fluorescência.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os difratogramas de raios X (Figura 1) apresentaram-se alargados, em relação ao difratograma característico de uma amostra policristalina bem cristalizada, da magnetita sem substituição. Foi observada a presença de apenas uma fase, a magnetita, não ocorrendo a formação de nenhum produto proveniente da oxidação do Fe2+ a Fe3+. Através das análises químicas e térmicas observou-se que o níquel ocupa preferencialmente os sítios octaédricos da estrutura da magnetita (espinélio) (ABREU FILHO et al, 1981), observa-se que a quantidade de Fe3+ permanece praticamente inalterada, enquanto que o teor de Fe2+ diminui. Os espectros Mössbauer (Figura 2) também indicaram que a substituição de ferro por níquel está ocorrendo preferencialmente em sítio octaédrico.
A Figura 3 mostra a comparação da porcentagem de fenol degradada com o tempo em reações foto-Fenton na ausência de catalisador, com Fe3O4 isenta de dopagem e da magnetita dopada com níquel. Observa-se que os sistemas H2O2/UV e Fe3O4/ H2O2/UV apresentaram menor atividade catalítica se comparada à magnetita dopada, comparando-se a banda de absorção para o fenol, isso pode estar relacionado com a estabilização térmica da magnetita.
CONCLUSÕES: Os resultados mostram que a magnetita, principalmente a Fe2,47Ni0,53O4, é capaz de promover a degradação do fenol. A presença do Ni2+ na estrutura cristalina da magnetita causou um aumento na atividade, favorecendo a degradação do fenol. O desenvolvimento de processos de oxidação que operem em condições brandas e utilizem um oxidante de baixo custo é de grande interesse ambiental e industrial. Este trabalho mostra que óxidos de metais de baixo custo, como o ferro, podem ser utilizados nestes processos e que a presença de outros metais tem um forte efeito na eficiência do sistema.
AGRADECIMENTOS:Ao CNPQ e LABPETRO-UFES pelo apoio
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:ABREU FILHO P.P.; PINHEIRO, E.A, P.1981. Galembeck. React. Sol., 241.
COSTA, R.C.C.; LELIS, M.F.F.;OLIVEIRA, L.C.A.;FABRIS, J.D.; ARDISSON, J.D.; RIOS,R.R.A.; SILVA, C.N;LAGO, R.M., P.2003.Catalysis Communications. 4: 525-529.
HIRVONEN J., P.2000. Chemosphere, 41:1211-1218.
LELIS, M.F.F.;FABRIS, J.D.; LAGO,R.M.2006.Jornal of Hazardous Materials,126:171-178