RESUMO

A poluição de corpos d'água com efluentes de indústrias têxteis provocam além da poluição visual, alterações em ciclos biológicos afetando principalmente processos fotossintéticos. A fotocatálise heterogênea vem se mostrando como alternativa para tratamento destes efluentes promovendo a total mineralização dos compostos orgânicos através da ativação de um semicondutor por luz solar ou artificial, como TiO2. Objetivou-se sintetizar, caracterizar e avaliar o potencial de fotodegradação dos catalisadores de ferro e níquel suportados em titânia, em soluções dos corantes Amarelo-145, Azul-19 e Laranja-122. Os materiais foram preparados pelo método sol-gel, variando a proporção mássica de ferro e níquel em 2 e 5% e calcinados a 250, 300 e 400 °C. Em cada experimento fotocatalítico foi empregado 0,05 g dos catalisadores e 150 mL da solução dos corantes. Em agitação magnética constante, eram irradiados durante 1 hora, quando em luz solar, e em intervalos de 0,5, 1, 3, 5 e 7 h quando em luz artificial fornecida por uma lâmpada de tungstênio de 300 W. Posteriormente, a percentagem de descoloração das soluções em função do tempo foi determinada através de medidas espectrofotométricas, realizadas nos comprimentos de onda de máxima absorção das soluções dos corantes. Com base nos resultados de caracterização, das medidas de fissisorção de N2, observou-se uma área superficial específica que variou para os materiais entre 63,06 e 312,63 m2.g1, indicando que os materiais apresentam características mesoporosas com diâmetro médio de poros variando entre 26,69 e 32,21 Å. As análises de Redução a Temperatura Programada evidenciam a redução de Ni(II) a Ni(0) e de redução de espécies de ferro na superfície dos materiais. Os mapeamentos obtidos através de Energia Dispersiva de Raios X comprovaram a distribuição homogênea de ferro e níquel na superfície da titânia. Quanto às estruturas cristalinas dos materiais, os difratogramas obtidos através de Difratometria de Raios X evidenciam a presença de linhas características de titânia na forma anatase tanto em Fe/TiO2 quanto em Ni/TiO2, linhas características à NiO nos catalisadores Ni/TiO2, porém não foram detectadas fases cristalinas ao ferro nos catalisadores Fe/TiO2, provavelmente devido a alta dispersão na superfície da titânia. As maiores descolorações observadas foram 75,15% sob luz solar, e 97,45% sob luz artificial, utilizando os catalisadores 5% Ni/TiO2 e 2% Ni/TiO2, respectivamente, ambos aplicados ao corante Laranja-122 e calcinados a 400 °C, temperatura de calcinação que se mostrou mais eficiente em todos os ensaios.

Palavras-chave: Fotocatálise, Titânia, Sol-gel