Estudo da degradação fotocatalítica de corantes têxteis em solução utilizando ZnO

Abstract

O estudo investiga a degradação fotocatalítica de corantes têxteis em solução utilizando óxido de zinco (ZnO) como fotocatalisador. A pesquisa destaca o impacto ambiental significativo dos corantes sintéticos utilizados na indústria têxtil, enfatizando a necessidade de métodos de tratamento eficazes para mitigar seus efeitos adversos. O foco principal é a capacidade do ZnO de atuar como fotocatalisador sob luz UV, gerando espécies reativas de oxigênio capazes de degradar moléculas de corantes orgânicos. Na metodologia, foram selecionados corantes catiônicos e reativos, especificamente Azul de Metileno e Tecofix Magic Orange KRF. Um espectrofotômetro UV-Vis foi utilizado para identificar os picos de absorção dos corantes, que foram encontrados em 667 nm para o Azul de Metileno e 541 nm para o Tecofix Magic Orange KRF. Curvas de calibração foram construídas para ambos os corantes a fim de quantificar suas concentrações durante o processo de degradação. Os experimentos fotocatalíticos foram conduzidos em uma câmara especialmente projetada e equipada com luz fluorescente UV-C de alta intensidade. O ZnO foi utilizado como fotocatalisador, e seu desempenho foi comparado à fotólise (degradação sob luz UV sem catalisador). Os experimentos demonstraram que o ZnO aumentou significativamente a taxa de degradação de ambos os corantes em comparação com a fotólise. Após 120 minutos de exposição à luz UV, observou-se uma redução substancial nas concentrações dos corantes, indicando a eficácia do ZnO no processo fotocatalítico. Os resultados mostraram que a presença do ZnO e sua exposição à luz UV criaram condições favoráveis para a fotocatálise heterogênea, resultando em uma degradação significativa de ambos os corantes catiônicos e reativos. Este estudo ressalta o potencial do ZnO como um fotocatalisador versátil e eficiente para o tratamento de águas residuais contaminadas com corantes, contribuindo para práticas mais sustentáveis na indústria têxtil.

The study investigates the photocatalytic degradation of textile dyes in solution using zinc oxide (ZnO) as a photocatalyst. The research highlights the significant environmental impact of synthetic dyes used in the textile industry, emphasizing the need for effective treatment methods to mitigate their adverse effects. The primary focus is on the ability of ZnO to act as a photocatalyst under UV light, generating reactive oxygen species capable of degrading organic dye molecules. In the methodology, cationic and reactive dyes were selected, specifically methylene blue and Tecofix Magic Orange KRF. A UV-Vis spectrophotometer was used to identify the absorption peaks of the dyes, which were found to be at 667 nm for methylene blue and 541 nm for Tecofix Magic Orange KRF. Calibration curves were constructed for both dyes to quantify their concentrations during the degradation process. Photocatalytic experiments were conducted in a specially designed chamber equipped with high-intensity UV-C fluorescent light. ZnO was used as the photocatalyst, and its performance was compared against photolysis (degradation under UV light without a catalyst). The experiments demonstrated that ZnO significantly enhanced the degradation rate of both dyes compared to photolysis alone. After 120 minutes of UV exposure, substantial reductions in dye concentrations were observed, indicating the effectiveness of ZnO in the photocatalytic process. The results showed that the presence of ZnO and its exposure to UV light created favorable conditions for heterogeneous photocatalysis, resulting in significant degradation of both cationic and reactive dyes. This study underscores the potential of ZnO as a versatile and efficient photocatalyst for treating dye-contaminated wastewater, contributing to more sustainable practices in the textile industry.