Preparo e avaliação do hidróxido duplo lamelar MgZnAl-Fe calcinado no processo de adsorção – fotodegradação do corante alaranjado de metila - Sousa, Paloma Viana Ferreira de (Universidade Federal de Viçosa, 2015)
Neste trabalho foi preparado o HDL magnético calcinado MgZnAl-Fe e caracterizado por Espectroscopia no Infravermelho (IV), Difratometria de Raios- X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectrometria de Absorção Atômica e Reflectância Difusa. O desempenho fotocatalítico do MgZnAl-Fe foi avaliado utilizando o corante alaranjado de metila (corante do tipo azo) como composto modelo. Estudos fotocatalíticos com o MgZnAl-Fe foram feitos empregando-se uma concentração inicial de 100 mg L -1 do corante alaranjado de metila e uma dose de 0,2 g L -1 do fototocalisador em um fotorreator de bancada. Este fotorreator foi constituído de uma lâmpada à vapor de mercúrio de 125 W sem o bulbo protetor, envolta por um cilindro de vidro (Filtro de corte para λ > 300 nm) que foi mergulhado em um recipiente contendo 300 mL de solução de alaranjado de metila. Estudos foram realizados variando a quantidade dos constituintes do MgZnAl-Fe, onde verificou-se que uma quantidade de zinco de (4,31% m/m) e de ferro (5,23% m/m) proporcionou a maior eficiência fotocatalítica. Verificou-se que a incorporação de óxido de ferro além de proporcionar propriedades magnéticas ao compósito diminuiu a sua energia de band gap. O menor valor de band gap possibilitou que o catalisador MgZnAl-Fe deslocasse a absorção de luz para maior comprimento de onda, sendo necessário menor energia para a sua atividade fotocatalítica. Assim o menor valor de band gap obtido para o MgZnAl-Fe possibilitou empregar nos experimentos radiação com comprimento de onda superior a 300 nm. O fotocatalisador MgZnAl-Fe mostrou-se bastante eficiente na degradação do alaranjado de metila, com uma remoção de 93,4 % de cor e 91,9% do Carbono Orgânico Total (COT), após 120 minutos de reação. Nos estudos de reutilização do MgZnAl-Fe houve uma redução na porcentagem de degradação do alaranjado de metila. A atividade fotocatalítica foi reduzida de 93,4% para 78,8, 74,6, 68,9 e 63,8 %, do primeiro ao quarto ciclo de reutilização, respectivamente, mostrando um bom potencial para aplicações práticas. Desta forma, o MgZnAl-Fe apresentou um desempenho satisfatório, sendo promissor para uso em processos de fotocatálise heterogênea visando a remoção de compostos orgânicos, além de ser facilmente removido de soluções aquosas por simples processos magnéticos.

In this work the calcinated MgZnAl-Fe magnetic LDH was prepared and characterized by Infrared Spectroscopy (IR), X-ray Diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Atomic Absorption Spectrometry and Diffuse Reflectance. The photocatalytic performance of MgZnAl Fe was evaluated using methyl orange dye (azo dye) as the model compound. Photocatalytic studies with MgZnAl-Fe were performed using an initial concentration of 100 mg L -1 of methyl orange dye and a dose of 0.2 g L -1 of the photocatalyst in a bench photoreactor. The photoreactor consisted of a 125 W mercury vapor lamp without the bulb shield, surrounded by a glass cylinder (cuttoff for λ > 300 nm) which was dipped in a recipient containing 300 mL of the methyl orange solution. Studies were performed by varying the amount of each of the constituents of the MgZnAl-Fe, where it was found that the quantities of zinc (4.31% w/w) and iron (5.23% w/w) resulted in highest photocatalytic efficiency. It was found that the incorporation of iron oxide not only provided magnetic properties to the composite but also decreased its band gap energy. The lower band gap value permitted that the catalyst MgZnAl-Fe displace the absorption of light to a greater wavelength, requiring less energy for its photocatalytic activity. Thus the lower band gap value obtained for MgZnAl-Fe allowed for using radiation with a wavelength greater than 300 nm in the experiments. The MgZnAl-Fe photocatalyst proved to be very efficient in methyl orange degradation, with a 93.4% removal of color and 91.9% removal of Total Organic Carbon (TOC) after 120 minutes of the experiment. In studies of MgZnAl-Fe reutilization, there was a small reduction in the percentage of methyl orange degradation. The photocatalytic activity was reduced from 93.4% to 78.8, 74.6, 68.9 and 63.8% in the first to fourth reuse cycle, respectively, showing good potential for practical applications. Thus, the MgZnAl-Fe showed satisfactory performance, are promising for use in heterogeneous photocatalytic processes for removing organic compounds, and is also easily removed from aqueous solutions by a simple magnetic process.
Preparation and evaluation of calcined MgZnAl-Fe layered double hydroxide in the adsorption-photodegradation process of methyl orange dye
Keywords: Química analítica; Hidróxido duplo lamelar; Óxido de ferro; Adsorção; Química Analítica