Nanocompósitos á base de quitosana para sistemas de fotocatálise aplicados na degradação de poluentes orgânicos

Abstract

O trabalho avaliou o uso de nanocompósitos à base de quitosana, magnetita e nanopartículas de prata para o tratamento de poluentes orgânicos, utilizando o 4-nitrofenol (4-NP) como molécula modelo. O 4-NP é um contaminante tóxico, bastante resistente à degradação e de difícil remoção do meio. A quitosana foi utilizada como matriz, devido às duas propriedades de biodegradabilidade, baixa toxicidade e capacidade de adsorção. A presença da magnetita possibilita a recuperação do material por meio de separação magnética, além de atuar como um fotocatalisador por ser um material semi-condutor, enquanto a prata pode contribuir para melhorar desempenho catalítico. Nos ensaios, foram utilizadas 10 e 30 mg do híbrido em soluções de 4-NP de 10 mg/L, em radiação UV de 365 nm em diferentes tempos. Antes de iniciar a fotocatálise, as amostras permaneceram no escuro por 60 min para verificar a ocorrência de adsorção. Também foram realizados ensaios de catálise, utilizando NaBH4, buscando a conversão do 4-NP em 4-aminofenol. Os resultados mostraram que, nos ensaios de fotocatálise, as mudanças observadas nos espectros estavam principalmente relacionadas ao equilíbrio ácido-base do 4-NP e não a sua degradação. A redução do pH durantes os ensaios confirmaram a ocorrência de protonação e rearranjo molecular. Nos ensaios catalíticos com NaBH4, também ocorreu a diminuição da banda associada a forma desprotonada do 4-NP e o aparecimento da banda da forma neutra do 4-NP, além da mudança de coloração da solução, indicando novamente a ocorrência de um equilíbrio ácido-base. Portanto, nas condições experimentais utilizadas, o híbrido não apresentou redução efetiva do 4-NP. As alterações observadas foram atribuídas principalmente a modificações no equilíbrio ácido- base e a protonação do 4-NP. Portanto, tem-se a necessidade de avaliar a influência do pH do meio em processos futuros, buscando melhorar o desempenho do material produzido.