Obtenção do SrSnO3 e do SrSnO3:N para o tratamento fotocatalítico da água de lavagem do biodiesel

Abstract

O estanato de estrôncio, SrSnO3, é um material cerâmico que apresenta uma estrutura ortorrômbica, compatível com uma perovsquita distorcida, e tem sido bastante estudado em função de sua variada aplicação, inclusive como fotocatalisador. Neste trabalho, o SrSnO3 foi sintetizado por reação de combustão e estado sólido e, posteriormente, nitretado por reação de amonólise gasosa para promover a atividade fotocatalítica na região do visível. Testes fotocatalíticos, com radiação UV e visível, foram usados para avaliar a atividade fotocatalítica do SrSnO3 e do SrSnO3:N, investigando, primeiramente, a oxidação do corante azul de metileno como reação sonda (probereaction) e, na sequência, a degradação da matéria orgânica residual do processo de lavagem de biodiesel.Observou-se que os métodos de síntese não influenciaram no teor de nitrogênio das amostras nitretadas. No entanto, os resultados sugerem que a incorporação do N acontece na superfície do SrSnO3 e que ocorrem diferentes mecanismos de compensação de cargas. Apesar disso, a nitretação do SrSnO3, conduzida a diferentes condições, aumentou a área superficial, a desordem a curto alcance e a atividade fotocatalítica no visível. Para o corante, o SrSnO3:N apresentou menor atividade fotocatalítica comparado ao TiO2 quando se utiliza luz UV. Contudo, ao usar luz visível, os oxinitretos apresentaram eficiência fotocatalítica aproximadamente 7 vezes maior comparada com o SrSnO3 e 4 vezes maior comparada ao TiO2. No tratamento fotocalítico, observou-se que a água de lavagem é uma matriz muito complexa e com elevada carga orgânica, a qual tem uma fração de difícil degradação. Tanto a fotólise como a fotocatálise degradaram, sob radiação UV em até 4 h de reação, uma fração significativa da matéria orgânica, entretanto, parte do TOG permaneceu no efluente após os tratamentos. Com radiação visível, apenas o SrSnO3:N degradou eficientemente os poluentes presentes na água residual. Além disso, os ensaios de toxicidade indicaram que a fotólise/UV torna a água mais tóxica aos embriões do Danioreriose comparada à fotocatálise. Deste modo, o uso do SrSnO3:N irradiado com luz visível torna-se mais interessante, pois reduziu até 57,4% de COT (contudo, a ecotoxicidade deste sistema não pôde ser avaliada). De forma geral, foi possível observar que a nitretação do SrSnO3 aumentou a absorção de luz visível e que os SrSnO3:N produzidos são promissores fotocatalisadores para a fotodegradação de corantes orgânicos e de água residual de biodiesel, podendo ser usado como fotocatalisador ativo com luz solar.