Efeito da moagem do TiO2 e da razão Si/Al da zeólita na foto-oxidação de corante têxtil catalisada por TiO2 suportado em zeólita ZSM-5

Abstract

RESUMO: A fotocatálise heterogênea é uma técnica oxidativa avançada com positivos avanços na degradação de poluentes por meio da ação oxidante de radicais transientes que são gerados por reações de oxirredução de moléculas de água e O2 adsorvidos na superfície de catalisadores, quando estes absorvem energia suficiente para ativação. A síntese e escolha de catalisadores adequados que absorvam radiação na região do visível, para foto-excitação com luz solar, com capacidade de promover a adsorção de moléculas do poluente ou de moléculas de água é uma etapa fundamental para estudos de fotocatálise. Amostras de titânia Kronos (100% anatase) foram tratadas em moinho do tipo Pulverisette da Fritsh com a finalidade de diminuir o tamanho do cristalito para posterior deposição em superfície de zeólita ZSM-5 de diferentes razões Si/Al. Após a moagem verificou-se que houve mudança da fase da titânia de anatase para rutilo, acompanhada de uma redução do tamanho da partícula e com presença de contaminantes dos tipos pseudobrookita e hematita, proveniente do desgaste do vaso e das bolas de moagem. Os ensaios fotocatalíticos resultaram na melhor atividade para os catalisadores com maior porcentual de anatase e menor concentração dos óxidos de ferro. Para as diferentes razões Si/Al da ZSM-5 foi constatado que com mais átomos de alumínio na rede zeolítica, maior a acidez protônica e maior a capacidade de adsorver moléculas de água, promovendo uma maior quantidade reações oxirredução na superfície do catalisador, aumentando a atividade fotocatalítica

ABSTRACT: The heterogeneous photocatalysis is a powerful oxidative technique with positive developments in degradation of pollutants by transient radical oxidant, which are generated by reactions of redox from water and O2 molecules adsorbed on the catalysts surface, when they absorb sufficient energy for activation. The synthesis and select appropriate catalysts is an essential step for photocatalysis studies to absorb radiation in the visible region to photo-excitation with sunlight, with capacity to promote pollutant or water molecules adsorption. Samples of Kronos titania (anatase 100%) were treated in the mill Pulverisette type Fritsh to reduce the crystallite size for subsequent deposition on zeolite ZSM-5 surface with different Si / Al ratios. After the grinding treatment was found that there was a change of phase from anatase to rutile, accompanied by a reduction of the particle size and presence of contaminant pseudobrookite and hematite, from the vessel and the grinding balls. The photocatalytic tests resulted in better activity for the catalysts with higher percentage of anatase and lower concentrations of iron oxides. For different Si/Al of ZSM-5 was found that more aluminum atoms in the zeolitic network, the higher the proton and higher acidity ability to adsorb water molecules, promoting a greater amount redox reactions on the catalyst surface, increasing the activity photocatalytic