APLICAÇÃO DE CATALISADORES DE TiO2 DOPADOS COM FERRO NA DEGRADAÇÃO DE n-DECANO NA FASE GASOSA

APLICAÇÃO DE CATALISADORES DE TiO2 DOPADOS COM FERRO NA DEGRADAÇÃO DE n-DECANO NA FASE GASOSA

RODRIGUES-SILVA, C.; MIRANDA, S. M.; DEZOTTI, M.; SILVA, A. M. T.; VILAR, V. J. P.

Artigo:

n-Decano, um hidrocarboneto recalcitrante, foi reportado em trabalhos anteriores como um dos principais compostos orgânicos voláteis (COVs) detetados no ar interior de diferentes unidades constituintes de uma estação de tratamento de esgoto (ETE) fechada. Neste trabalho foi avaliada a eficiência do fotocatalisador TiO2 dopado com ferro na proporção molar de 0,01 (Fe/Ti), imobilizado em monólitos de acetato celulose (MAC) e aplicado em um reator tubular sob irradiação solar, na degradação de n-decano na fase gás. Os catalisadores foram preparados usando o processo de sol-gel. A dopagem do TiO2 com ferro foi escolhida pois favorece o aumento das bandas de absorção da luz na região do visível, e, dessa forma, promove a formação de um maior número de espécies oxidantes. O reator foi concebido para o tratamento de um fluxo contínuo de ar. A eficiência do processo fotocatalítico foi avaliada para diferentes condições operacionais: vazão de gás (Q = 75 - 150 mL min-1), concentração do COV (Cn-decano = 112 - 225 ppm) e da irradiância solar simulada (I = 18,9 – 38,4 WUV m-2). Os resultados obtidos demonstraram que a fotólise isoladamente não teve efeito na degradação do n-decano, havendo, porém, uma degradação de aproximadamente 90% do n-decano quando empregado o catalisador no reator irradiado por luz UV-visível. Palavras-­‐chave:   Descontaminação   de   ar;   fotocatálise;   processos   oxidativos  avançados;  compostos  orgânicos  voláteis.

n-Decano, um hidrocarboneto recalcitrante, foi reportado em trabalhos anteriores como um dos principais compostos orgânicos voláteis (COVs) detetados no ar interior de diferentes unidades constituintes de uma estação de tratamento de esgoto (ETE) fechada. Neste trabalho foi avaliada a eficiência do fotocatalisador TiO2 dopado com ferro na proporção molar de 0,01 (Fe/Ti), imobilizado em monólitos de acetato celulose (MAC) e aplicado em um reator tubular sob irradiação solar, na degradação de n-decano na fase gás. Os catalisadores foram preparados usando o processo de sol-gel. A dopagem do TiO2 com ferro foi escolhida pois favorece o aumento das bandas de absorção da luz na região do visível, e, dessa forma, promove a formação de um maior número de espécies oxidantes. O reator foi concebido para o tratamento de um fluxo contínuo de ar. A eficiência do processo fotocatalítico foi avaliada para diferentes condições operacionais: vazão de gás (Q = 75 - 150 mL min-1), concentração do COV (Cn-decano = 112 - 225 ppm) e da irradiância solar simulada (I = 18,9 – 38,4 WUV m-2). Os resultados obtidos demonstraram que a fotólise isoladamente não teve efeito na degradação do n-decano, havendo, porém, uma degradação de aproximadamente 90% do n-decano quando empregado o catalisador no reator irradiado por luz UV-visível. Palavras-­‐chave:   Descontaminação   de   ar;   fotocatálise;   processos   oxidativos  avançados;  compostos  orgânicos  voláteis.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-0368-25811-148742

Referências bibliográficas

• [1] LOPES, F. V. S.; MIRANDA, S. M.; MONTEIRO, R. A. R.; MARTINS, S. D. S.; SILVA, A. M. T.; FARIA, J. L.; BOAVENTURA, R. A. R.; VILAR, V. J. P. Perchloroethylene gas-phase degradation over titania-coated transparent monoliths. Appl. Catal. B: Environ. v.140–141, 444-456, 2013.
• [2] OHURA, T.; AMAGAI, T.; SHEN, X.; LI, S.; ZHANG, P.; ZHU, L. Comparative study on indoor air quality in Japan and China: Characteristics of residential indoor and outdoor VOCs. Atmos. Environ. v.43, 6352-6359, 2009.
• [3] JÄRNSTRÖM H.; SAARELA K.; KALLIOKOSKI P.; PASANEN A. L. Reference values for indoor air pollutant concentrations in new, residential buildings in Finland. Atmos. Environ. v.40, 7178-7191, 2006.
• [4] MICKAËL, D.; BRUNO, B.; VALÉRIE, C.; MURIELLE, L.; CÉCILE, P.; JACQUES, R.; SEVERINE, K. Indoor air quality and comfort in seven newly built, energy-efficient houses in France. Build. and Environ. v.72, 173-187, 2014.
• [5] LOPES, F. V. S.; MONTEIRO, R. A. R; SILVA, A. M. T.; SILVA, G. V.; FARIA, J. L.; MENDES, A. M., VILAR, V. J. P.; BOAVENTURA, R. A. R. Insights into UV-TiO2 photocatalytic degradation of PCE for air decontamination systems. Chem. Eng. J. v.204–206, 244-257, 2013.
• [6] MONTEIRO, R. A. R.; LOPES, F. V. S., SILVA AMT, ÂNGELO J, SILVA GV, MENDES AM, BOAVENTURA RAR, VILAR VJP (2014): Are TiO2-based exterior paints useful catalysts for gas-phase photooxidation processes? A case study on n-decane abatement for air detoxification. Appl. Catal. B: Environ. 147, 988-999 SUN, S.; DING, J.; BAO, J.; GAO, C.; QI, Z.; YANG, X.; HE, B.; LI, C. Photocatalytic degradation of gaseous toluene on Fe-TiO2 under visible light irradiation: A study on the structure, activity and deactivation mechanism. Appl. Surf. Sci., v.258, 5031–5037, 2012.
• [7] MIRANDA, S. M.; LOPES, F. V. S.; RODRIGUES-SILVA, C.; MARTINS, S. D. S.; SILVA, A. M. T.; FARIA, J. L.; BOAVENTURA, R. A. R.; VILAR, V. J. P. Solar Photocatalytic Gas-Phase Degradation of n-Decane – A Comparative Study using Cellulose Acetate Monoliths Coated with P25 or Sol-Gel TiO2 Films. Environ. Sci. Pollut. Res. (aprovado para publicação).

Como citar:

RODRIGUES-SILVA, C.; MIRANDA, S. M.; DEZOTTI, M.; SILVA, A. M. T.; VILAR, V. J. P.; "APLICAÇÃO DE CATALISADORES DE TiO2 DOPADOS COM FERRO NA DEGRADAÇÃO DE n-DECANO NA FASE GASOSA", p-7003-7010. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-0368-25811-148742