Eficiência das Nanopartículas de ZnO no Tratamento de Efluente Contendo Amarelo Ouro Remazol
DOI:
https://doi.org/10.5433/1679-0375.2024.v45.49498Palavras-chave:
óxido de zinco, degradação fotocatalítica, método hidrotermal, azo coranteResumo
Óxido de Zinco (ZnO) foi sintetizado em curto tempo pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas e caracterizado pelas técnicas de Difração de Raios-X, Microscopia Eletrônica de Varredura e adsorção-dessorção de N2. A atividade fotocatalítica do ZnO foi avaliada na degradação do azo corante amarelo ouro remazol (RNL) na presença de irradiação UVC. O efeito da concentração do corante, massa do fotocatalisador e pH da solução do corante foi investigado. As caracterizações mostraram a formação de ZnO fase hexagonal com alta ordem a longo alcance e formação de agregados particulados resultando em uma morfologia quase esférica. Os ensaios de fotocatálise mostraram alta eficiência fotocatalítica (92%) na degradação do corante, em curto espaço de tempo. Em condições ácidas e baixas concentrações de corante, o efeito fotocatalítico foi mais eficaz. A fotodegradação RNL seguiu o modelo cinético de pseudo-primeira ordem. O modelo Langmuir-Hinshelwood (L-H) foi usado para descrever o processo fotocatalítico.
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Referências
Alfarisa, S., Toruan, P. L., Dwandaru, W. S. B., Hudha, M. N., & Sumarlan, I. (2019). Microwave-assisted hydrothermal growth of ZnO micro-nano structures. Journal of Physics: Conference Series, 1375, 1–6. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1375/1/012062
Alsantali, R. I., Raja, Q. A., Alzahrani, A. Y. A., Sadiq, A., Naeem, N., Mughal, E. U., Al-Rooqi, M. A., Guesmi, N. E., Moussa, Z., & Ahmed, S. A. (2022). Miscellaneous azo dyes: a comprehensive review on recent advancements in biological and industrial applications. Dyes and Pigments, 199, 1–47. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2021.110050
Alzain, H., Kalimugogo, V., Hussein, K., & Karkadan, M. (2023). A review of environmental impact of azo dyes. International Journal of Research and Review, 10(6), 673–689. DOI: https://doi.org/10.52403/ijrr.20230682
Ansari, S. A., Khan, M. M., Ansari, M. O., Lee, J., & Cho, M. H. (2013). Biogenic synthesis, photocatalytic, and photoelectrochemical performance of Ag-ZnO nanocomposite. The Journal of Physical Chemistry C, 117(51), 27023–27030. DOI: https://doi.org/10.1021/jp410063p
Barka, N., Qourzal, S., Assabbane, A., Nounah, A., & Ichou, Y. A. (2010). Photocatalytic degradation of an azo reactive dye, Reactive Yellow 84, in water using an industrial titanium dioxide coated media. Arabian Journal of Chemistry, 3, 279–283. DOI: https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2010.06.016
Benkhaya, S., M’rabet, S., & Harfi, A. E. (2020). Classifications, properties, recent synthesis and applications of azo dyes. Heliyon, 6(1), 1–26. DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e03271
Carmen, Z., & Daniela, S. (2012). Textile organic dyes–characteristics, polluting effects and separation/elimination procedures from industrial effluents–a critical overview. In T. Puzyn & A. Mostrag (Eds.), Organic pollutants ten years after the stockholm convention - environmental and analytical update (pp. 55–86). IntechOpen. DOI: https://doi.org/10.5772/32373
Catanho, M., Malpass, G. R. P., & Motheo, A. J. (2006). Evaluation of electrochemical and photoelectrochemical methods for the degradation of three textile dyes. Química Nova, 29, 983–989. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-40422006000500018
Chankhanittha, T., & Nanan, S. (2018). Hydrothermal synthesis, characterization and enhanced photocatalytic performance of ZnO toward degradation of organic azo dye. Materials Letters, 226, 79–82. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2018.05.032
Chen, X., Wu, Z., Liu, D., & Gao, Z. (2017). Preparation of ZnO photocatalyst for the efficient and rapid photocatalytic degradation of azo dyes. Nanoscale Research Letters, 12, 143–152. DOI: https://doi.org/10.1186/s11671-017-1904-4
Chung, K. T. (2016). Azo dyes and human health: A review. Journal of Environmental Science and Health C, 34(4), 233–261. DOI: https://doi.org/10.1080/10590501.2016.1236602
Ertugay, N., & Acar, F. N. (2017). Ultrasound and UV stimulated heterogeneous catalytic oxidation of an azo dye: A synergistic effect. Progress in Reaction Kinetics and Mechanism, 42(3), 235–243. DOI: https://doi.org/10.3184/146867817X14821527549095
Hasanpoor, M., Aliofkhazraei, M., & Delavari, H. (2015). Microwave-assisted synthesis of zinc oxide nanoparticles. Procedia Materials Science, 11, 320–325. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mspro.2015.11.101
Hougen, O. A., & Watson, K. M. (1943). Solid catalysis and reaction rates. Industrial & Engineering Chemistry Research, 35(5), 529–541. DOI: https://doi.org/10.1021/ie50401a005
Kaur, J., Bansal, S., & Singhal, S. (2013). Photocatalytic degradation of methyl orange using ZnO nanopowders synthesized via thermal decomposition of oxalate precursor method. Physica B, 416, 33–38. DOI: https://doi.org/10.1016/j.physb.2013.02.005
Komarneni, S., Roy, R., & Li, Q. H. (1992). Microwave-hydrothermal synthesis of ceramic powders. Materials Research Bulletin, 27(12), 1393–1405. DOI: https://doi.org/10.1016/0025-5408(92)90004-J
Lee, H. J., H., K. J., Park, S. S., Hong, S. S., & Lee, G. D. (2015). Degradation kinetics for photocatalytic reaction of methyl orange over Al-doped ZnO nanoparticles. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 25, 199–206. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jiec.2014.10.035
Lucena, G. L., Lima, L. C., Honório, L. M. C., Oliveira, A. L. M., Tranquilin, R. L., Longo, E., Souza, A. G., Maia, A. S., & Santos, I. M. G. (2017). CaSnO3 obtained by modified Pechini method applied in the photocatalytic degradation of an azo dye. Cerâmica, 63, 536–541. DOI: https://doi.org/10.1590/0366-69132017633682190
Mahmood, T., Saddique, M. T., Naeem, A., Westerhoff, P., Mustafa, S., & Alum, A. (2011). Comparison of different methods for the point of zero charge determination of NiO. Industrial & Engineering Chemistry Research, 50(17), 10017–10023. DOI: https://doi.org/10.1021/ie200271d
Manikanika & Chopra, L. (2022). Photocatalytic activity of zinc oxide for dye and drug degradation: A review. Materials Today: Proceedings, 52, 1653–1656. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.11.283
Paz, D. S., Dotto, G. L., Mazutti, M. A., & Foletto, E. L. (2014). Adsorption kinetics of direct black 38 on nitrogen-doped TiO2. Global Nest Journal, 16(4), 690–698. DOI: https://doi.org/10.30955/gnj.001411
Puvaneswari, N., Muthukrishnan, J., & Gunasekkaren, P. (2006). Toxicity assessment and microbial degradation of azo dyes. Indian Journal of Experimental Biology, 44(8), 618–626.
Quirino, M. R., Oliveira, M. J. C., Keyson, D., Lucena, G. L., Oliveira, J. B. L., & Gama, L. (2017). Synthesis of zinc oxide by microwave hydrothermal method for application to transesterification of soybean oil (biodiesel). Materials Chemistry and Physics, 185, 24–30. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2016.09.062
Robles, J. O., & Regalbuto, J. R. (2004). The Engineering of Pt/Carbon Catalyst Preparation for application on Proton Exchange Fuel Cell Membrane (PEFCM). University of Illinois at Chicago.
Schimidt, R., Gonjal, J. P., & Morán, E. (2022). Microwaves microwave-assisted hydrothermal synthesis of nanoparticles. In B. I. Kharisov & O. V. K. U. Ortiz-Mendez (Eds.), CRC Concise Encyclopedia of Nanotechnology (pp. 561–570). CRC Press Taylor & Francis Group.
Shen, T., Wang, C., Sun, J., Jiang, C., Wang, X., & Li, X. (2015). TiO2 modified abiotic-biotic process for the degradation of azo dye methyl orange. RSC Advances, 5, 58704–58712. DOI: https://doi.org/10.1039/C5RA06686G
Sing, K. S. W., Everett, D. H., Haul, R. A. W., Moscou, L., Pierotti, R. A., Rouquerol, J., & Siemieniewska, T. (1985). Reporting physisorption data for gas/solid systems with special reference to the determination of surface area and porosity. Pure and Applied Chemistry, 57(4), 603–619. DOI: https://doi.org/10.1351/pac198557040603
Sun, Y., Guo, H., Zhang, W., Zhou, T., Qiu, Y., Xu, K., Zhang, B., & Yang, H. (2016). Synthesis and characterization of twinned flower–like ZnO structures grown by hydrothermal methods. Ceramics International, 42(8), 9648–9652. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.03.051
Surbhi, Chakraborty, I., & Pandey, A. (2023). A review article on application of ZnO-based nanocomposite materials in environmental remediation. Materials Today: Proceedings. In press. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.02.041
Teixeira, T. P. F., Pereira, S. I., Aquino, S. F., & Dias, A. (2012). Calcined layered double hydroxides for decolorization of azo dye solutions: Equilibrium, kinetics, and recycling studies. Environmental Engineering Science, 29(7), 685–692. DOI: https://doi.org/10.1089/ees.2011.0293
Thomas, M., Naikoo, G. A., Sheikh, M. U. D., Bano, M., & Khan, F. (2016). Effective photocatalytic degradation of congo red dye using alginate/carboxymethyl cellulose/TiO2 nanocomposite hydrogel under direct sunlight irradiation. Journal of Photochemistry and Photobiology A., 327, 33–43. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2016.05.005
Uday, U. S. P., Bandyopadhyay, T. K., & Bhunia, B. (2016). Bioremediation and detoxification technology for treatment of dye(s) from textile effluent. In E. P. A. Kumbasar, & A. E. Körlü (Eds). Textile Wastewater Treatment. (pp. 75-92) Intechopen. DOI: https://doi.org/10.5772/62309
Vaiano, V., & De Marco, I. (2023). Removal of azo dyes from wastewater through heterogeneous photocatalysis and supercritical water oxidation. Separations, 10(4), 230. DOI: https://doi.org/10.3390/separations10040230
Weldegebrieal, G. K. (2020). Synthesis method, antibacterial and photocatalytic activity of ZnO nanoparticles for azo dyes in wastewater treatment: A review. Inorganic Chemistry Communications, 120, 1–29. DOI: https://doi.org/10.1016/j.inoche.2020.108140
Yassumoto, L., Monezi, N. M., & Takashima, K. (2009). Descoloração de alguns azocorantes por processos de fotólise direta e H2O2/UV. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, 30(2), 117–124. DOI: https://doi.org/10.5433/1679-0375.2009v30n2p117
Zhu, H., Jiang, R., Fu, Y., Guan, Y., Yao, J., Xiao, L., & Zeng, G. (2012). Effective photocatalytic decolorization of methyl orange utilizing TiO2/ZnO/chitosan nanocomposite films under simulated solar irradiation. Desalination, 286, 41–48. DOI: https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.10.036
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