Síntese, caracterização e atividade fotocatalítica de nanopartículas de magnetita obtidas por precipitação controlada

Abstract

A nanotecnologia é um campo em crescente desenvolvimento. Um dos materiais nanoestruturados mais estudados são os óxidos de ferro, possibilitando a obtenção de nanopartículas de magnetita, utilizada em diversas aplicações. Como fotocatalisador, as nanopartículas de magnetita destacam-se devido à sua superfície altamente reativa e sua propriedade superparamagnética, promovendo fácil recuperação e reutilização do catalisador. Desta forma, estão entre os materiais mais utilizados nos Processos Oxidativos Avançados (POAs), em especial no sistema foto-Fenton heterogêneo. Uma das formas de se obter nanopartículas de magnetita é por meio de síntese inorgânica, por métodos distintos. Este trabalho teve por objetivo sintetizar magnetita pelo método de precipitação controlada e utilizá-la como fotocatalisador na degradação dos poluentes azul de metileno, rodamina B, 2,4-D e paracetamol, expostos à radiação ultravioleta e visível pelo sistema foto-Fenton heterogêneo. As amostras sintetizadas foram caracterizadas por DRX, FTIR, TGA/DSC, BET, Potencial Zeta, VSM, MEV/EDS e TEM. Posteriormente foram realizados testes de atividade fotocatalítica sob radiação UV-A e visível, com o intuito de verificar a eficiência de degradação dos poluentes selecionados. Os resultados mostram que a síntese pelo método de precipitação controlada é eficiente, conseguindo obter partículas com tamanhos inferiores a 20 nm, com morfologia predominantemente esférica. Os resultados dos testes de atividade fotocatalítica sob radiação UV-A comprovam que as amostras sintetizadas possuem eficiência de degradação superior a 95% para o corante azul de metileno, enquanto para o corante rodamina B é observada degradação máxima de 62%. Para o herbicida 2,4-D e para o analgésico a eficiência máxima de degradação foi de 75 e 88%, respectivamente. Os testes realizados sob radiação visível mostram eficiência de degradação para o 2,4-D e para o paracetamol similar aos resultados obtidos em exposição à radiação UV-A. Entretanto, para os corantes a eficiência foi reduzida em comparação com os testes de atividade fotocatalítica radiação UV-A.