Nanotubos de TiO2  

Postado por Nilmalice Coelho Rocha

Desde a descoberta dos nanotubos de carbonos surgiram vários estudos em relação aos nanotubos, originando assim varias pesquisas em relação a nanotecnologia. A partir de estudos surgiu os nanotubos de dióxido de titânio, um catalizador muito eficiente na fotodegradação de corantes têxteis. Os nanotubos de titânio são produzidos a partir da síntese do dióxido de titânio anatase em pó, e se destaca devido seu excelente potencial em fotocatálise.
A síntese hidrotermal dos nanotubos de titânio é um processo realizado em etapa simples, não requer equipamentos especiais e apresenta custo relativamente baixo. Em uma síntese típica, obtém-se nanotubos de TiO2 pelo tratamento de TiO2 anatase em pó com uma solução aquosa de NaOH (10 mol/L) em um sistema de reação hidrotérmica (autoclave) a 150 oC durante 24 h, seguido de lavagem do material com HNO3 0,1 mol/L e água (KASUGA, 1998; YOSHIDA, 2005; YAO, 2003).
O dioxido de titanio e os nantubos de dioxido de titanio são aplicados na degradação de diversos corantes têxteis como: Rodamina B, índigo de carmina, azul de metileno, verde malaquita , vermelho congo e etc.
Referências Bibliograficas
KASUGA, Tomoko; HIRAMATSU, Masayoshi; HOSON, Akihiko; SEKINO, Toru.; NIIHARA, Koichi. Formation Of Titanium Oxide Nanotube. Langmuir, v.14 n.12, p. 3160-3163, 1998.
YAO, B. D.; CHAN, Y. F.; ZHANG, X. Y.; ZHANG, W. F.; YANG, Z. Y.; WANG, N. Formation Mechanism Of Tio2 Nanotubes. Applied Physics Letters, v. 82, n. 2, p. 281-283, 2003.
YOSHIDA, Ryuhei; SUZUKI, Yoshikazu; YOSHIKAWA, Susumu. Syntheses of TiO2(B) nanowires and TiO2 anatase nanowires by hydrothermal and post-heat treatments. Journal of Solid State Chemistry, v. 178, p. 2179-2185, 2005.

O semicondutor TiO2  

Postado por Nilmalice Coelho Rocha

O TiO2 é um semicondutor, isto é, em seu estado normal seus níveis de energia não são contínuos e, com isso, não conduz eletricidade. Entretanto, quando irradiado com fótons (h) de energia igual ou superior à energia de "band-gap" (3.2 eV), ocorre uma excitação eletrônica e o elétron é promovido da banda de valência para a banda de condução, gerando um par elétron/lacuna. Esse par pode sofrer recombinação interna ou migrar para a superfície do catalisador. Na superfície, ele pode sofrer recombinação externa ou participar de reações de óxi-redução, com absorção de espécies como H2O, OH-, O2 e compostos orgânicos. (BAHNEMANN, 2004).
A eficiência do catalisador dióxido de titânio na degradação de corantes têxteis é muito elevada no processo fotocatalítico. Este método de remoção de contaminantes têxteis orgânicos e inorgânicos tem sido muito importante para o meio ambiente, uma vez que a contaminação dos meios hídricos por meio destes corantes têxteis trazem danos imensuráveis a natureza.
Referência Bibliográfica
BAHNEMANN, Detlef. Photocatalytic water treatment: solar energy applications. Solar Energy, v. 77, p. 635-648, 2004.

DIÓXIDO DE TITÂNIO (TiO2)  

Postado por Nilmalice Coelho Rocha

Dentre os óxidos de metais de transição o TiO2 é o mais viável para a utilização na degradação de corantes têxteis.
Estes,é o mais utilizado devido a algumas propriedades, como: (a) alta fotossensibilidade, (b) natureza não-tóxica, (c) valor de” band-gap” ideal para utilização com radiação UV, inclusive luz solar, (d) elevada estabilidade química, (e) é normalmente empregado à temperatura e pressão ambientes, (f) apresenta custo relativamente baixo, (g) dispensa o uso de reagentes coadjuvantes. (FOX, 2003).
Como pode-se ver acima o catalizador dióxido de titânio é muito viável na degradação de corantes tóxicos uma vez que apresentam varias vantagens em relação aos demais principalmente devido os custos que são baixos que é um ponto muito visado por qualquer empresa.
O TiO2 possui três formas alotrópicas: anatase, rutilo e brookita. As três formas ocorrem naturalmente. O rutilo é a forma mais comum de ser encontrada. Todas podem ser preparadas sinteticamente. Dados cristalográficos mostram que em todas elas o átomo de titânio está coordenado octaedricamente por seis átomos de oxigênio eqüidistantes, e cada átomo de oxigênio por três átomos de titânio. O rutilo e a anatase possuem estrutura tetragonal e a brookita ortorrômbica. Porém, somente a forma anatase apresenta atividade fotocatalítica considerável (BABEL, 2003).
Referência Bibliográfica
FOX, Mary Anne; DULAY, Maria T. Heterogeneous Photocatalysis. Chemistry Revew, v. 93, p. 341-357, 2003.
BABEL, Sandhya; KURNIAWAN, Tonni Agustiono. Low-Cost Adsorbents For Heavy Metals Uptake From Contaminated Water: A Review. Journal Of Hazardous Materials, v. 97 n. (1-3), p. 219-243, 2003.

Processos Oxidativos Avançados  

Postado por Nilmalice Coelho Rocha

Processos Oxidativos Avançados (POA) esta sendo atraente nas pesquisas sobre degradação de corantes têxteis por serem mais sustentáveis a longo prazo.
Os POA podem ser realizados em sistemas homogêneos e heterogêneos, nos quais os radicais hidroxila são gerados com ou sem irradiação ultravioleta. Dentre os processos homogêneos pode-se citar a utilização de ozônio, peróxido de hidrogênio, decomposição catalítica de peróxido de hidrogênio em meio ácido (reação de Fenton e foto-Fenton). Com relação aos processos heterogêneos, a fotocatálise heterogênea merece destaque. Ela é baseada na geração do radical hidroxila (.OH) altamente reativo. Estes radicais são gerados na fotocatálise heterogênea quando um fotocatalisador (sólido semicondutor) é irradiado por radiação com energia igual ou superior ao seu “band-gap”, provocando a transferência de um elétron da banda de valência (BV) para a banda de condução (BC), formando um par elétron/lacuna em sua superfície. Esta lacuna pode oxidar água adsorvida na superfície do catalisador formando radicais hidroxila, enquanto que o elétron na BC reage com o O2 , formando espécies de oxigênio reativas como peróxido e ânios superóxidos. Geralmente os fotocatalisadores utilizados na fotodegradação heterogênea são óxidos de metais de transição, tais como Fe2O3, ZnO, ZnS, CdS e TiO2 (Bahnemann, 2004).

Referencia Bibliográfica
BAHNEMANN, Detlef. Photocatalytic water treatment: solar energy applications. Solar Energy, v. 77, p. 635-648, 2004.

POLUIÇÃO AMBIENTAL  

Postado por Nilmalice Coelho Rocha

A poluição ambiental pode, sem dúvida nenhuma, ser hoje em dia apontada como um dos grandes problemas dos países desenvolvidos e em desenvolvimento. Isso é decorrente, não apenas de um, mas de uma série de fatores, como o mau uso dos recursos naturais, a ineficiência da legislação e a falta de consciência ambiental. Felizmente, nos últimos anos tem sido observada uma tendência de mudança. Uma série de estudos científicos e o próprio histórico dos passivos existentes são utilizados como uma importante ferramenta no desenvolvimento de novas tecnologias de tratamento e mesmo na implantação de processos/ações ambientalmente corretas.
Uma das grandes consequências do desenvolvimento de países são os surgimentos de industrias, uma vez que poluem o meio ambiente de varias formas. O setor têxtil é um dos grandes responsáveis pela poluição ambiental, uma vez que geram grandes volumes de efluentes que não são corretamente tratados antes de serem descartado em meios hídricos.
A ingestão de água contaminada com corantes têxteis causam sérios danos a saúde do homem,ou de qualquer outro ser vivo, estes são resíduos orgânicos perigosos uma vez que apresentam toxicidade em seus componentes. Como a água é indispensável para a sobrevivência de qualquer ser vivo há uma grande preocupação em relação a esta contaminação, uma vez que a água é um recurso finito.
Com o avanço da tecnologia há o desenvolvido de estudos para encontrar recursos eficientes e de baixo custo para a degradação destes corantes têxteis.
Existem diversas metodologias de tratamento de efluentes tais como: incineração, tratamento biológico, adsorção em matrizes sólidas, etc. Porém, estas técnicas possuem alguns inconvenientes tais como: a formação de dioxinas e furanos causadas pela combustão incompleta durante a incineração; longos períodos de tempo para que o tratamento biológico seja eficaz; bem como o processo adsortivo está baseado na transferência de fase dos contaminantes, sem que estejam realmente destruídos (PRADO, 2004; BABEL, 2003).
Dentre os diversos processos de descontaminação ambiental, deve-se destacar os processos oxidativos avançados, os quais estão baseados na geração de radicais livres HO que são agentes altamente oxidantes. Os radicais hidroxila podem reagir com uma imensa variedade de compostos promovendo a sua completa mineralização para compostos inócuos tais como: CO2, água, óxidos, fosfatos, nitratos, haletos, etc (ZIOLLI, 1998).

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
PRADO, Alexandre G. S.; TORRES, Jocilene Dantas; FARIA, Elaine Alves; DIAS, S. C. L. Comparative Adsorption Studies Of Indigo Carmine Dye On Chitin And Chitosan. Journal Of Colloid And Interface Science, v. 277, n. 1, p. 43-47, 2004.
BABEL, Sandhya; KURNIAWAN, Tonni Agustiono. Low-Cost Adsorbents For Heavy Metals Uptake From Contaminated Water: A Review. Journal Of Hazardous Materials, v. 97 n. (1-3), p. 219-243, 2003.
ZIOLLI, Roberta Lourença; JARDIM, Wilson F. Mecanismos de Fotodegradação de compostos Orgânicos Catalisada por TiO2. Química Nova, v.21, n.3, p. 319-325, 1998.