Desenvolvimento e aplicação de reator de plasma frio na degradação do corante azul de metileno em meio aquoso

Abstract

Na presente tese, um reator de plasma frio de descargas elétricas tipo ponta-plano foi construído. A emissão de radiação UV pela descarga de plasma foi dependente da tensão aplicada ao reator. Radicais (H, O, OH, etc.), assim como espécies atômicas (Ar*, Ar+, etc.) e moleculares (N2*, N2+, etc.) são formados no plasma quando Ar e ar atmosférico são utilizados. A degradação do AM em fase aquosa aumenta quando a potência elétrica aplicada ao reator aumenta, o pH inicial é próximo da neutralidade, a condutividade iônica é baixa, o gap de descarga é ajustado em 10 mm e é independente do fluxo de gás N2. A porcentagem inicial de degradação do corante aumenta com o aumento da temperatura da solução. A formação de peróxido de hidrogênio em água durante o tratamento por plasma diminuiu com o aumento da temperatura. A energia de ativação foi de 13,09 kJ mol-1 e para a destruição do H2O2 no reator foi de 9,30 kJ mol-1. Usando O2 como gás de alimentação, a pirita foi adicionada ao reator em meio ácido e resultou em um acentuado aumento da degradação do corante. O conteúdo de carbono orgânico total da solução de AM diminuiu acentuadamente com o tempo de tratamento por plasma na presença de pirita. Os bioensaios de toxicidade aguda usando o microcrustáceo Artemia sp. mostraram que a solução tratada por plasma frio não é tóxica quando Ar, O2 e O2-pirita são empregados. Por fim, as análises de espectrometria de massas com ionização por eletronspray indicaram que a degradação do corante ocorre via impacto de elétrons de alta energia gerados pelo plasma assim como por hidroxilação sucessiva nos anéis benzênicos das moléculas de corante.