Síntese e caracterização da solução sólida de Ti1-xSnxO2 e avaliação fotocatalítica da heterojunção tipo II na degradação da eritromicina

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Albornoz, Louidi Lauer
• Orientador(a): Bernardes, Andrea Moura
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Fotocatalisadores; Eritromicina; Tratamento da água
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/221669

Essa tese de doutorado avaliou a produção, através da metodologia de washcoating, e a caracterização físico-química da superfície de 5 fotocatalisadores suportados, sendo um recoberto apenas com dióxido de titânio (TiO2) e os outros quatro recobertos, por diferentes metodologias, com TiO2 dopado com estanho (Sn), visando a obtenção de uma solução sólida de Ti1-xSnxO2 e a formação da heterojunção tipo II. Os fotocatalisadores suportados foram avaliados cataliticamente através do tratamento de soluções contendo eritromicina (ERI) pelo processo de fotocatálise heterogênea (FH) sendo realizada a comparação entre os fotocatalisadores suportados produzidos e um fotocatalisador de composição de Ti/TiO2(70%)RuO2(30%). A avaliação fotocatalítica foi realizada, para cada fotocatalisador, em um reator utilizando diferentes fontes de radiação e diferentes matrizes aquosas. Foram realizados ensaios de adsorção, fotólise direta (FD), FH com adição de sequestrantes de radicais e de fitotoxicidade aguda. Os resultados de caracterização superficial dos fotocatalisadores produzidos indicaram que o recobrimento apresentou elevada qualidade, distribuição homogênea e elevada aderência. A relação de Sn:Ti nos fotocatalisadores variaram entre 0,002-0,180. O fotocatalisador suportado produzido através da adição de oxalato de Sn apresentou aumento dos valores das constantes, volume da célula unitária e da distância interplanar indicando que ocorreu a substituição de Ti4+ por Sn4+ na rede cristalina do TiO2. Os resultados de avaliação catalítica mostraram que a FD não degrada e mineraliza efetivamente as soluções de ERI, devido à baixa absorção da radiação UV-A pela molécula de ERI. Os ensaios de FH mostraram que o fotocatalisador suportado produzido através da adição de oxalato de Sn apresentou os melhores resultados de estabilidade (98,2%), degradação (65%) e mineralização (47%), devido à maior formação de radicais HO•. A influência da fonte de radiação nos ensaios de FD e FH mostrou que, apesar dos maiores valores de degradação e mineralização obtidos com a lâmpada de 18 W, a eficiência fotônica é superior para a lâmpada de 9 W, sendo a lâmpada de 9 W 50% e 40% mais eficiente na degradação e mineralização, respectivamente, em relação à lâmpada de 18 W. A avaliação da matriz aquosa mostrou que a presença de compostos orgânicos e inorgânicos na água subterrânea ocasiona uma menor degradação e mineralização da ERI. As análises dos subprodutos indicaram a formação de compostos fenólicos, ftalatos e alcanos cíclicos após os testes de FH o que pode ter ocasionado a fitotoxicidade aguda constatada nos ensaios com Allium cepa. Considerando-se todos os resultados obtidos, pode-se afirmar que a metodologia washcoating, para a produção de fotocatalisadores suportados a base de Ti dopados com Sn, através da adição de oxalato de Sn, produziu catalisadores com atividade catalítica e estrutural que permanece após sucessivos ensaios de degradação, o que indica que os fotocatalisadores produzidos apresentam potencial para a utilização em escala piloto.