SÍNTESE, CARACTERIZAÇÃO E ATIVIDADE CATALÍTICA DA HETEROESTRUTURADA WO3-TiO2-SBA-15 NA DEGRADAÇÃO 2,4 D SOB RADIAÇÃO UV

Abstract

RESUMO: Os herbicidas estão sendo cada vez mais utilizados nos setores agrícolas e tem preocupado muitos ambientalistas nos últimos anos, pois representam uma ameaça aos recursos hídricos. Muitas pesquisas, envolvendo os processos de tratamento contra o herbicida 2,4-diclorofenoxiacético (2,4 D) foram desenvolvidas, entre esses processos, destaca-se a fotocatálise que exigi um menor custo e uma alta eficiência. Neste contexto, sintetizou as amostras WO3/TiO2-SBA-15 em diferentes proporções, a partir do método de impregnação direta, para o processo de degradação do 2,4 D. As amostras foram caracterizadas por Difração de raios X (DRX), Fluorescência de raios X (FRX), Espectroscopia Raman, Espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), Refletância difusa UV-vis e adsorção dessorção de nitrogênio. Por meio da análise de DRX pode-se observar que a inserção de nanopartículas não destruiu a estrutura mesoporosa da peneira molecular (SBA-15) e aumentou a espessura da parede da SBA-15. Em relação a análise de adsorção dessorção de N2 foi evidenciado que a impregnação da SBA-15 por óxidos de titânio e tungstênio, promove aumento da área superficial específica e volumes dos poros, bem como, aumento dos volumes de microporos associados ao aumento de WO3; embora tenha ocorrido pouca incorporação das nanopartículas no suporte detectado por FRX. Com os resultados das espectroscopias Raman foi possível confirmar a predominância da fase anatase para o TiO2 e da fase monoclínica do WO3 nas amostras. A atividade fotocatalítica mostrou ser dependente da temperatura de calcinação e da razão molar do catalisador WO3/TiO2-SBA-15 (25) a 600°C com 75,7% de degradação em 270 minutos sob luz ultravioleta. O catalisador que apresenta a maior frequência do turnove (TOF), devido a sua maior dispersão das nanopartículas em relação aos demais foi o WO3/TiO2-SBA-15(75) a 600ºC. Desta forma, os catalisadores foram eficientes na degradação do herbicida 2,4 D. ABSTRACT: The herbicides are increasingly being used in agricultural sectors and has concerned many environmentalists in recent years, because they represent a threat to water resources. Many research involving the treatment processes against the herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4 D), were developed, among these processes, photocatalysis is emphasized that demanded at a lower cost and high efficiency. In this context, the samples synthesized WO3/ TiO2-SBA-15 in different proportions, from direct impregnation method, to the degradation process the (2,4 D). The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), Raman spectroscopy, spectroscopy in the infrared with Fourier transform (FTIR), diffuse reflectance UV-vis absorption and desorption of nitrogen. Through the DRX analysis it can be observed that the insertion of nanoparticles not destroy the structure of the mesoporous molecular sieve (SBA-15) and increased wall thickness of the SBA-15. In relation to the analysis of N2 desorption adsorption was shown that impregnation of SBA-15 by titanium and tungsten oxides, causes an increase in specific surface area and from the pores volumes as well as an increase in micropore volume associated with increased WO3; although there was little incorporation of nanoparticles on support detected by XRF. With the results of Raman spectroscopy was possible to confirm the predominance of the anatase phase of titanium and monoclinic WO3 phase of the samples. The photocatalytic activity showed dependecy the calcining temperature and the catalyst mole ratio WO3/TiO2-SBA-15 (25) 600 °C with 75.7% degradation in 270 minutes ultraviolet radiation. The catalyst that presents the highest frequency of turn-over (TOF), due to its higher dispersion of nanoparticles in relation to the other was the WO3/TiO2-SBA-15 (75) to 600 °C. In this way the catalysts were effective in the degradation of the herbicide 2,4 D.