Fotodegradação de soluções de laranja II e efluentes da indústria têxtil por camadas de TiO2 e ZnO, serigrafadas em peças cerâmicas

Abstract

Este trabalho descreve a capacidade fotodegradativa de soluções coradas de laranja II e efluentes corados gerados pela indústria têxtil, por camadas de TiO2 e ZnO depositadas, por serigrafia plana, em peças cerâmicas vidradas de uso comum. A avaliação do processo envolveu o uso de soluções laboratoriais simples usando radiação visível, artificial e exposição solar, e onde se variaram factores como o pH da solução e concentração de corante. Em termos de processamento, as camadas de 50g/m2 calcinadas a 850ºC revelaram superior desempenho. Sob radiação artificial e nas condições de teste consideradas óptimas (pH = 10 e concentração de corante de 20mg/L), as camadas de ZnO revelaram melhor desempenho que as de TiO2, também em termos de repetibilidade sequencial. No entanto, a comparação entre os dois óxidos activos experimentados conduz a conclusões distintas quando se varia o pH ou a concentração de corante em solução. Sob radiação solar o desempenho das camadas, de ambos os materiais é superior, uma vez que a componente UV da radiação é superior. A descoloração de efluentes complexos da indústria têxtil é também promissora, apesar do carácter exploratório dos ensaios. Para assegurar elevado desempenho com o uso da solução proposta, é fundamental conhecer e controlar as características do fluxo residual, em termos de pH, concentração de carga corante, teor e remoção de sólidos suspensos, etc.

ABSTRACT: This work describes the use of TiO2 and ZnO catalytic screen-printed layers on common glazed ceramic pieces in decolouring orange II synthetic solutions and complex real textile effluents, under artificial visible light or solar irradiation and exploring some influent operational variables, such as the pH and concentration of colorant in the solution. The printed layers having 50g/m2 catalyst and then calcined at 850ºC revealed optimal performance and were used in the actual work. By using artificial visible irradiation and under optimised working conditions (pH = 10 and colorant concentration = 20mg/L), the ZnO layers showed better performance than TiO2, also in consecutive runs used to check the durability of the catalytic process. The comparative behaviour of the two catalysts might change under distinct operational conditions, namely by using neutral or acidified (pH = 4) solutions or by testing higher concentrated colorant streams. In these situations, TiO2 might show better performance. In general the decolouration of orange II solutions by the two supported catalysts is better under solar irradiation than by using visible artificial light. This improvement might be related with the increasing UV fraction in the solar radiation. Preliminary tests of decolouration of complex real textile effluents by the screen-printed layers under artificial visible light irradiation revealed promising indications about the potential of the actual solution. The knowledge and control of relevant characteristics of the stream, namely its pH, colorant concentration, and load of suspended solids, is fundamental to improve the performance of the process.