Desenvolvimento de catalisadores para abatimento de fenóis em efluentes industriais

Abstract

A contaminação da água se tornou um assunto crítico em todo o mundo. O crescimento populacional, o rápido desenvolvimento das indústrias químicas e petroquímicas, as atividades agrícolas e outras alterações geológicas e ambientais são fatores que impactam consideravelmente a qualidade da água. As indústrias geram elevadas quantidades de efluentes aquosos que geralmente contêm elevados teores de poluentes orgânicos. Dentre eles, o fenol é o considerado um contaminante prioritário pela Agência de Proteção Ambiental, que pode prejudicar seriamente o meio ambiente. Portanto, várias tecnologias têm sido propostas para removê-los dos efluentes aquosos. Os processos de oxidação avançada com peróxido de hidrogênio são, sem dúvida, os mais eficientes, permitindo a completa mineralização desses compostos. Visando a obter catalisadores eficientes e estáveis para a remoção do fenol em efluentes aquosos, foram preparados, neste trabalho, catalisadores baseados em platina (1%) e/ou cobre (1, 3 e 5%) suportados em carbonos mesoporosos. Os carbonos mesoporosos foram obtidos por moldagem sequencial, usando a sílica mesoporosa SBA-15, como molde e a sacarose como precursor do carbono. Esse suporte foi impregnado com soluções de ácido cloroplatínico e cloreto de cobre, para obter sólidos com 1% Pt e 1, 3 e 5 %Cu. As amostras foram caracterizadas por termogravimetria, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, difração de raios X, medida da área superficial específica e porosidade, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia Raman, fluorescência de raios X e redução à temperatura programada. Os carbonos mesoporosos apresentaram área superficial específica (878 m2/g) e diâmetro de poros (3 nm) elevados. Todos os sólidos apresentaram isotermas do tipo IV com um laço de histerese do Tipo H4, típico de materiais macro e mesoporosos. Observou-se a presença de grupos oxigenados tais como, fenólicos, carboxílicos, quinônicos, anidridos e carbonílicos na superfície, que contribuem para melhorar a dispersão do metal. A redução do cobre foi favorecida pelo carbono mesoporoso enquanto a redução da platina foi retardada. De modo similar, o cobre contribuiu para a degradação do material carbonácea enquanto a platina estabilizou-a. Os catalisadores obtidos mostraram propriedades adequadas para serem usados na remoção de fenol de efluentes aquosos, devido às suas propriedades texturais e químicas.