Uso de catalisadores suportados em zeolita natural para fotodegradação de cafeína

Abstract

RESUMO: A cafeína é considerada um contaminante emergente e um marcador da atividade humana está sendo detectada frequentemente em águas potáveis que são distribuídas para a população brasileira, em águas superficiais, e águas marinhas. A remoção de tais substâncias em solução aquosa tem sido estudada por diferentes técnicas, sendo que a fotocatálise heterogênea ganha destaque por apresentar bons resultados na degradação destes contaminantes. Este trabalho objetivou na utilização da zeólita natural clinoptilolita como suporte para semicondutores com aplicação em fotocatálise heterogênea. Foram suportados os semicondutores ZnO e TiO2 em 10 e 15% em massa de zeolita para granulometria de 0,50 mm e na granulometria de 0,18 mm a porcentagem 15% em massa através de impregnação úmida. Os catalisadores foram primeiramente caracterizados para identificar as propriedades texturais e morfológicas. Entre os óxidos estudados, ZnO/HEU foi o fotocatalisador mais ativo e o 15%ZnO/HEU promoveu 84% de degradação da cafeína, utilizando 0,50 de massa e 10 ppm de concentração de contaminante. O catalisador 15%ZnO/HEUP apresentou melhor desempenho quando utilizado em maior em concentração de cafeína.

ABSTRACT: Caffeine is considered an emerging contaminant and a marker of human activity is being detected frequently in drinking water that is distributed to the Brazilian population, in surface waters, and marine waters. The removal of such substances in aqueous solution has been studied by different techniques, with heterogeneous photocatalysis gaining prominence for presenting good results in the degradation of these contaminants. This work aimed at using clinoptilolite natural zeolite as a support for semiconductors with application in heterogeneous photocatalysis. The ZnO and TiO2 semiconductors were supported in 10 and 15% zeolite mass for 0.50 mm granulometry and in 0.18 mm granulometry through wet impregnation. The catalysts were first characterized to identify textural and morphological properties. Among the oxides studied, ZnO / HEU was the most active photocatalyst and 15% ZnO / HEU promoted 84% degradation of caffeine, using 0.50 mass and 10 ppm of contaminant concentration. The 15% ZnO / HEUP catalyst showed better performance when used in higher caffeine concentration.