Desenvolvimento de nanocompósito de nanocelulose bacteriana e TiO2 e sua aplicação na degradação do corante preto reativo 5 por fotocatálise heterogênea

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Pielak, Fernanda
• Orientador(a): Couto, Gustavo Henrique
• Banca de defesa: Couto, Gustavo Henrique, Liz, Marcus Vinícius de, Rodrigues, Cristine
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso embargado
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Dióxido de titânio; Águas residuais - Purificação; Nanocompósitos (Materiais); Indústria têxtil; Fotoquímica; Semicondutores; Fotocatálises; Titanium dioxide; Sewage - Purification; Nanocomposites (Materials); Textile industry; Photochemistry; Semiconductors; Photocatalysis
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA::MICROBIOLOGIA APLICADA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4208

A indústria têxtil é uma das mais poluidoras do mundo, gerando grandes quantidades de efluentes contaminados com corantes, que quando descartados em corpos d’água sem o prévio tratamento, comprometem o meio ambiente e a saúde humana. O uso de processos fotoquímicos, como a fotocatálise heterogênea com semicondutores, permite a descoloração e mineralização de corantes mais resistentes como o preto reativo 5. Contudo, etapas adicionais de filtragem são necessárias para retirada do semicondutor do meio líquido após o tratamento, tornando o processo com maior custo. Nesse sentido, estudos com a impregnação de semicondutores, como o TiO2 em matrizes, têm sido realizados em busca de solucionar tal problema. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o uso da nanocelulose bacteriana, produzida em laboratório por Gluconacetobacter xylinus, como suporte para impregnação de nanopartículas de TiO2 (P25), aplicando o nanocompósito formado na degradação do corante preto reativo 5, um dos corantes mais utilizados pela indústria têxtil e de conhecida estabilidade, por meio da fotocatálise heterogênea. Foram avaliadas duas metodologias de impregnação do TiO2 utilizando a adsorção física, por meio de agitação por rotação e vibração ultrassônica. Os nanocompósitos formados foram caracterizados por MEV, EDS, FTIR, DRX e ICP-EOS, no qual foi observado que a vibração ultrassônica obteve maior retenção de nanopartículas na membrana de nanocelulose. Ensaios de turbidez foram realizados para avaliar o desprendimento do TiO2 da superfície da nanocelulose apresentando retenção de 90%. Ensaios para avaliar a influência da capacidade de adsorção da nanocelulose pura e da estabilidade do corante em exposição à luz UV (fotólise) foram conduzidos. Os ensaios fotocatalíticos utilizando o nanocompósito foram realizados com uma concentração inicial do corante de 35 mg/L, irradiados por luz UV, proveniente de lâmpada a vapor de mercúrio de alta pressão (125 W), por 90 minutos, do pH 4 ao 8. Foi realizada a análise de carbono orgânico total (COT) para verificar a taxa de mineralização após os ensaios. Os resultados obtidos demonstraram uma taxa de descoloração de mais de 90% em pH 4 e 5, contudo a taxa de mineralização foi relativamente baixa, sendo observado através dos espectros a possível formação de substâncias intermediárias, sendo necessário ajustes, como um maior período de irradiação para a total quebra de tais substâncias e tratamento efetivo do corante.