Avaliação do efeito fotocatalítico do TiO2em tinta acrílica na degradação de tolueno

Abstract

O estudo de técnicas eficazes e economicamente viáveis para degradação de compostos orgânicos voláteis (COV) presentes no ar é importante devido aos inúmeros problemas à saúde humana associados à inalação desses poluentes atmosféricos. Este trabalho visou o estudo de aplicação de uma tinta acrílica com propriedades fotocatalíticas para degradar o tolueno, um poluente orgânico frequentemente encontrado na atmosfera. Tintas com propriedades fotocatalíticas foram obtidas pela adição de TiO2 sob a forma anatase, nas proporções de 0, 10, 15, 20 e 50% em massa (base seca) usando como base tinta acrílica comercialmente disponível. Os estudos da cinética de degradação do tolueno foram realizados numa unidade experimental sob irradiação UV, avaliando-se os efeitos das condições operacionais na cinética de oxidação fotocatalítica do tolueno e na autodegradação dos compostos orgânicos presentes na formulação das tintas. Os produtos desses dois processos, que ocorrem em paralelo durante a exposição da tinta à radiação UV, foram analisados e parcialmente identificados por GC/MS. Os resultados mostraram que tolueno é convertido fotocataliticamente em compostos oxidados com menor peso molecular, que ficam aderidos à superfície total, ou parcialmente, na superfície recoberta com a tinta. Observou-se também, que a autodegradação dos componentes orgânicos presentes na formulação da tinta é um fenômeno importante, que contribui para o aparecimento de diversos compostos orgânicos parcialmente oxidados, causados pelo efeito fotocatalítico do dióxido de titânio presente em sua formulação.<br>

Abstract : The study of effective and economically viable techniques for degradation of volatile organic compounds (VOC) in the air is important due to a great number of human health problems associated with these pollutants inhalation. This work studied the application of an acrylic paint with photocatalytic property as an alternative to degrade toluene, an organic pollutant often found in the atmosphere. Paints with photocatalytic properties were obtained by adding TiO2 in anatase form in the following proportions: 0, 10, 15, 20 and 50% weight (dry basis) into a commercially available acrylic-based paint. Studies of toluene degradation kinetics were performed using an experimental system under UV irradiation, evaluating the effects of operating conditions on photocatalytic oxidation kinetics of toluene and self-degradation of organic compounds existent in paint formulation. The products of these two processes, which occur at the same time during the paint exposition to UV radiation, were analyzed and partially identified by GC/MS. The results showed that toluene is photocatalitically converted into lower molecular weighted oxidized compounds, and remain adsorbed to the whole or partially surface covered with paint. It was also observed that the self-degradation of the organic components in the paint formulation is an important phenomenon that contributes to the generation of many partially oxidized organic compounds, caused by the photocatalytic effect of the titanium dioxide present on its formulation.