Utilização de nanopartículas de ferro zero na degradação do corante reativo RED 243

Ano: 2016 | Volume: 9 | Número: 2

Autores: Felipe Sombra Santos, Lidia Yokoyama, Fabiana Valeria Fonseca

Palavras-chave: Nanopartículas de ferro de valência zero, Degradação, Corante reativo, cinética.

Resumo Português:

A utilização de nanopartículas de ferro de valência zero (nZVI) empregadas na degradação de um corante reativo foi avaliado neste trabalho. O ferro elementar utilizado foi caracterizado pela técnica de difração de raios-X (DR-X), e os picos de difração foram obtidos nos ângulos de 44,75°, 65,1° e 82,5°. O primeiro ângulo estava associado ao ferro elementar com estrutura cristalina de cubo de corpo centrado, com maior intensidade e para os demais ângulos foram observados a mesma fase, em uma menor proporção intensidade de contagem. Os ensaios foram realizados, em valores de temperatura e pH estabelecidos.Os resultados obtidos mostraram que ao utilizar uma concentração de 20 mg.L-1 do corante e uma massa de 20 e 50 mg de nZVI, tanto em valor de pH igual a 2,0 ou 3,0, foi possível notar a degradação do corante, em função do tempo. As constantes cinéticas de degradação do corante foram obtidas a partir dos ensaios em temperaturas de 25, 35, 45 e 50 °C, para uma massa de nZVI igual a 20 mg; concentração do corantede 20 mg.L-1; pH ajustado e mantido em 3,0 com uma velocidade de agitação de 150 rpm. A máxima degradação do corante ocorreu após 70 minutos de experimento, para uma concentração de 20 mg.L-1 de corante, massa de nZVI utilizada de 20 mg e o pH ajustado em 3,0, possibilitando assim, atingir uma eficiência de degradação superior a 80%. A partir dos dados cinéticos obtidos, foi possível determinar a energia de ativação do sistema, sendo este valor igual a 25,8 kJ.mol-1, sugerindo um mecanismo difusional ao sistema. AsnZVI empregadas na degradação do corante permitiram observar que o processo ocorreu através da transferência de elétrons, em meio ácido, no qual o ferro se oxidava e a estrutura do corante se reduzia, ao longo do tempo.

Resumo Inglês:

The use of nanoparticles of zero valent iron (nZVI) employed in the degradation of a reactive dye was evaluated in this work. The nZVI used was characterized by the technique of X-ray diffraction (X-DR), and diffraction peaks were obtained at angles of 44.75 °, 65.1 ° and 82.5 °. The first angle was associated with elemental iron crystal structure of body-centered cube, with higher intensity and for the other angles were observed at the same phase in a minor proportion count intensity. The tests were performed at temperatures and pH values established. The results showed that by using a dye concentration of 20 mg.L-1 and a mass of 20 and 50 mg of nZVI in both pH value equal to 2.0 or 3.0, it was possible to notice the degradation of dye by the time. The kinetic constants of dye degradation were obtained from the testing temperatures of 25, 35, 45 and 50 °C, for a nZVI mass equal to 20 mg; dye concentration of 20 mg.L-1; pH adjusted and maintained at 3.0, with a stirring speed of 150 rpm. Maximum degradation of the dye occurred after 70 minutes of the experiment at a concentration of 20 mg.L-1 dye used, nZVI mass of 20 mg and the pH adjusted to 3.0, thus enabling to achieve a higher degradation efficiency 80%. From the kinetic data obtained, it was possible to determine the system’s activation energy, and this value of 25.8 kJ.mol-1, suggesting a diffusion mechanism to the system. The nZVI employed in dye degradation allowed the observation that the process occur through electron transfer, in acid medium, in which iron nanoparticle is oxidized and the dye reactive structure is reduced over time.