Óxido de silício obtido a partir de fibras de coco modificado com óxido de ferro: aplicação em fotodegradação do corante amarelo de tartrazina

Abstract

O presente trabalho utilizou fibras de coco verde para a produção de sílica. Essa sílica foi modificada com nanopartículas de ferro para serem aplicadas como fotocatalisadores na reação de degradação do corante amarelo de tartrazina usado como corante modelo. O material obtido foi caracterizado por infravermelho, onde foi possível observar a diminuição dos picos orgânicos, que sugerem a mineralização da amostra, enquanto que a calcinação trouxe a intensificação do pico referente à Si-O-Si. O DRX demonstrou a passagem do SiO2 da sua forma amorfa para a estrutura quartzo, através das análises de Microscopia de varredura e Sistema de Energia dispersiva - MEV-EDS foi possível observar a transformação da estrutura dessas fibras, além da composição química antes e depois do tratamento/calcinação, indicando uma boa mineralização. A partir da síntese de nanopartículas magnéticas por meio do método de co-precipitação na presença da sílica, obteve-se o sistema Np-Fe3O4/SiO2. A partir dos resultados de Difração de raios X - DRX, foi possível identificar os picos característicos da magnetita nos campos cristalinos de 220, 311, 400, 511 e 440. Evidências da síntese das nanopartículas também foram obtidas por espectrofotometria na região do UV-Vis, ao obter-se uma curva com ausência de picos e a elevação da linha de base, parâmetros que confirmam a presença de partículas manométricas. A análise morfológica através de Microscopia de varredura - MEV sugere o formato esférico além de uma polidispersão, é possível perceber que o ferro foi acoplado à superfície da sílica, resultados que são evidenciados por Espectroscopia por Dispersão em Energia - EDS. Estima-se um tamanho de partícula aproximado de 10 nm. Através dos resultados de análise térmica por TG/DTG, os resultados mostraram que o tratamento químico com NaOH alterou a temperatura de degradação das fibras e que a estabilidade térmica das fibras tratadas aumentou quando comparadas às fibras in natura e que a fibra calcinada detém de uma maior resistência quando submetidas ás diferentes temperaturas. Por fim, os testes de fotodegradação do corante realizados mostraram resultados significativos na presença de H2O2, que intensificou a produção de radicais hidroxilas capazes de degradar as moléculas do corante azo. Em relação ao uso das Np-Fe3O4/SiO2 e SiO2, na presença de H2O2 a eficiência na degradação do corante amarelo de tartrazina foi de 100%.