| Summary: | O setor têxtil apresenta especial destaque na contaminação de águas naturais por gerar grandes volumes de efluentes altamente coloridos, devido à presença principalmente de azo corantes. Estes e seus subprodutos podem representar riscos tanto à saúde quanto ao meio ambiente, porque muitos são tóxicos, não biodegradáveis e resistentes à degradação. Este trabalho teve como objetivo investigar a influência dos parâmetros experimentais na descoloração e degradação do azo corante Direct Red 23 (DR23), utilizando-se TiO2 em suspensão aquosa sob radiação artificial (lâmpada a vapor de Hg de 125 W) e solar. O comportamento cinético foi investigado a 30,0°C sob condição de pseudo-primeira ordem. Foram variadas as concentrações de TiO2 e DR23 e de pH em duas condições experimentais, uma exploratória e outra na qual se utilizou planejamento fatorial 23, esta última baseada em dados pré-definidos pela condição exploratória. As maiores constantes de velocidade em pH 6,9 e 30,0°C foram respectivamente iguais a (6,58±0,39)x10-3 min-1 para a condição exploratória, usando-se 1,00x10-4 mol L-1 de azo corante e 1,25 g L-1 de TiO2, e de (5,47±0,55)x10-3 min-1 utilizando-se 1,50x10-4 mol L-1 de corante e 1,75 g L-1 de TiO2 para a condição na qual se utilizou o planejamento experimental. As suspensões formadas por DR23 e TiO2 foram agitadas por 45 min a 600 rpm no escuro e posteriormente irradiadas. As amostras coletadas durante a irradiação de 6 h foram filtradas (0,22 µm) e analisadas por espectrofotometria UV-Vis. As análises elementares de CHN nas amostras irradiadas por 6 h, mostraram que o carbono residual total foi de 0,21%, ou seja, o azo corante foi 99,2% degradado na condição utilizando-se o planejamento experimental contra 0,45% da exploratória, indicando que o corante foi degradado 97,9%. A análise de fatores do tipo Q, determinada a partir dos dados espectrais da condição com planejamento mostrou a formação de cinco intermediários e um produto no final de 6 h de irradiação. A adição de oxidantes como íon persulfato, íon clorato e peróxido de hidrogênio na suspensão formada por TiO2 e azo corante aumentou a constante de velocidade de degradação de DR23. Destes, o íon persulfato demonstrou ser o oxidante mais favorável, já que dos três, a descoloração de 97,6% ocorreu em 1 min de irradiação quando foi utilizada a concentração de 2,50x10-4 mol L-1. Na presença do íon clorato 95,9% do azo corante foi descolorido também em 1 min usando-se a concentração de 50,0x10-4 mol L-1. O H2O2 foi o menos efetivo dos três, uma vez que para descolorir 97,8% foi necessária a adição de 50,0x10-4 mol L-1 em 120 min de irradiação. A constante de velocidade de degradação do corante em TiO2 sob as diversas condições experimentais foi cerca de três vezes mais rápida sob radiação solar do que sob iluminação artificial. === The textile industry has a special issue in natural water contamination for generating a large amount of highly colored wastewater due to the presence of some dyes and specially azo dyes. These dyes and their sub-products can represent risks to the human health as well as to the environmental due to the toxicity, non-biodegradability and resistence to the degradation. The aim of this work was to investigate the influence of experimental parameters in the decolorization and degradation of the Direct Red 23 azo dye (DR23), using TiO2 in aqueous suspension under artificial (125 W Hg vapor lamp) and solar radiation. The kinetic behavior was investigated at 30.0°C under pseudo-first order condition. The concentrations of DR23, TiO2 and pH were varied using two experimental conditions, one exploratory and another one using factorial design 23, both based on experimental data. The largest rate constant at natural pH 6.9 and 30.0°C was (6.58±0.39)x10-3 min-1 for the exploratory condition, using 1.00x10-4 mol L-1 dye concentration and 1.25 g L-1 of TiO2 and (5.47±0.55)x10-3 min-1 for the experimental design using 1.50x10-4 mol L-1 dye concentration and 1.75 g L-1 of TiO2. The suspension formed by DR23 and TiO2 were stirred for 45 min at 600 rpm in the dark and then, irradiated. The collected samples during 6 h irradiation were filtered (0.22µm) and analysed by UV-Vis spectrophotometry. The CHN elemental analyses of 6 h irradiated samples showed that the total residual carbon was 0.21%, that is, the azo dye was 99.2% degraded for the experimental design and 0.45% for the exploratory one indicatinga degradation of 97.9%. The Q mode factors were determined from the spectral data of the experimental design and showed the formation of five intermediates and one product. The addition of oxidants as persulfate, and chlorate ions and hydrogen peroxide increased the degradation rate constant of DR23. Among these oxidants, the persulfate ion showed to be the most favorable, because 97.6% decolorization performed in 1 min irradiation using 2.50x10-4 mol L-1 concentration. In the presence of chlorate ion 95.9% of the azo dye was also decolorized in 1 min for 50.00x10-4 mol L-1. The H2O2 was the least effective of the three, once to the decolorize 97.8%, it was necessary 120 min irradiation and add 50.00x10-4 mol L-1 of this oxidant. The rate constants of dye decolorization in TiO2 under several experimental conditions were about three times faster under solar radiation than in comparison to the artificial lighting.
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