Estudo da influência de metais alcalinos terrosos em perovskitas de zirconatos na descoloração do corante azul de metileno

Abstract

As indústrias têxteis vem gerando uma grande quantidade de resíduos com baixos níveis de degradação, como os corantes utilizados nos processos de tingimento, estes apresentam dificuldade de degradação devido as características estruturais destes poluentes. Assim, a busca por metodologias eficientes visando o tratamento destes resíduos tem sido um dos grandes desafios da comunidade científica. Dentre os processos explorados, a fotocatálise heterogênea tem se destacado por apresentar alta eficiência no tratamento dos efluentes têxteis. Desta forma, o trabalho buscou estudar a influência dos metais alcalinos terrosos (M= Ca+2 , Sr+2 e Ba+2) no sistema MZrO3 sintetizados pelo método dos precursores poliméricos, no intuito de avaliar a eficiência dos materiais na descoloração e degradação do corante Azul de Metileno em função da variação dos cátions A na estrutura de zirconato. Os materiais foram caracterizados por difração de raios X (DRX), Espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR), do ultravioleta-visível (UV-vis) e Raman. Os testes fotocatalíticos foram realizados utilizando catalisador, num fotoreator com lâmpadas, a solução do corante foi monitorada pela técnica de UV-vis. Os padrões de DRX apresentaram fase cristalina dos materiais, bem como picos +2 +2 +2 e Ba ) no caracteristicos da estrutura perovskita ortorrômbicas com presença de carbonatos como fase secundaria. Foi observado também um pequeno deslocamento para maiores valores de 2Ө com a substituição dos cátions A no sistema MZrO3, visto que, com o aumento do tamanho do cátion A na estrutura promoveu um estreitamento dos picos, evidenciados pelos valores FWHM, estando relacionada a um menor grau de distorção dos octaedros. Nos espectros de Infravermelho verificou-se a presença de carbonatos em ambas as estruturas ortorrombicas sendo que o CaZrO3 apresentou maior quantidade de CaCO3. Na região poliédrica, o CaZrO3 é o sistema mais desordenado. Nos espectros de Raman observou-se um aumento no número de modos vibracionais quando houve a substituição do modificador de rede Sr2+ por Ca2+, indicando um maior grau de distorção na estrutura. Os semicondutores foram eficientes no processo de fotocatálise heterogênea de AM. Visto que, os corpos sintetizados apresentaram uma boa atividade fotocatalítica para o corante Azul de metileno, apresentando 99,14 % de descoloração e 87,4 % de degradação na região dos anéis. Estes resultados estão em concordância com as análises de DRX e Raman, tendo em vista o grau de desordem da estrutura cristalina. Desta forma, pode-se dizer que o CaZrO3 possui maior atividade fotocatalítica.