Estudo das possibilidades da aplicação de fotocatálise em processos de produção têxtil: aplicação de TIO2 nanoestruturado dopado com metais de transição - Abreu, Cátia Rubina Freitas (2008)
As aminas aromáticas sulfonadas são produtos intermediários resultantes da clivagem da ligação azo, e também podem ser usadas como precursores de corantes azo sulfonados, abrilhantadores ópticos, pesticidas, resinas de troca iónica e produtos farmacêuticos. A presença de grupos sulfónicos faz com que estes compostos sejam altamente solúveis em água. Em consequência, durante o processo de produção, as aminas aromáticas sulfonadas são facilmente descartadas para os sistemas aquáticos. Estes compostos devido à sua estabilidade química, resistência à biodegradação e solubilidade em água, apresentam potenciais efeitos genotóxicos, mutagénicos e carcinogénicos mesmo quando presentes em pequenas quantidades. A degradação de poluentes orgânicos em águas residuais por fotocatálise, utilizando material óptico com uma larga “band gap”, atraiu muitas atenções nos últimos 20 anos. No entanto, é conhecido que este tipo de foto-oxidação apresenta dois inconvenientes: em primeiro lugar, devido à largura da “band gap”, o TiO2 é somente activado na região UV. Isto praticamente exclui o uso de luz solar como fonte de energia para a fotoreacção. Por outro lado, uma baixa velocidade de transferência de electrões para o oxigénio e uma elevada velocidade de recombinação entre os pares electrões/lacunas catiónicas resulta no abaixamento do rendimento quântico e limita a velocidade de foto-oxidação. A grande vantagem de trabalhar com semicondutores nanoestruturados assenta, principalmente, na grande área superficial destes nanomateriais. Uma forma eficiente de estender a absorção do TiO2 à luz visível é a dopagem do TiO2 com iões metálicos de transição na rede do TiO2. A dopagem com iões metálicos de transição pode reduzir a excitação da “band gap” e a velocidade de recombinação do par electrão/lacuna catiónica foto-gerados. Por isso, este estudo consiste na fotodegradação do ácido sulfanílico sob luz solar utillizando suspensões aquosas de TiO2 dopado com iões metálicos de transição. As amostras das estruturas cristalinas de TiO2 anatase dopadas foram preparadas pelo método de impregnação, utilizando o nitrato de ferro (III), cobalto (II), níquel (II) e cobre (II) como precursores de iões metálicos de transição. Como o tamanho de cristalito é nanomérico, a dopagem com catiões metálicos será mais fácil, uma vez que o processo de difusão na rede cristalina se simplifica. Os resultados dos sólidos poli-cristalinos foram caracterizados por DRX, MEV e AE.