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Teses de Doutorado Defendidas: 2008

Estudo do Processo Fenton Heterogêneo utilizando Hematita (Fe2O3) como Catalisador na Descoloração de Soluções de Corante Reativo.

Autora: Fabiana Valéria da Fonseca Araújo.
Orientadores: Lídia Yokoyama e Luis Alberto Cesar Teixeira.

Resumo

O sistema Fenton Heterogêneo tem surgido como alternativa ao convencional processo Fenton (homogêneo), principalmente, devido ao menor potencial de gerar lodo. Esses sistemas utilizam como fonte de ferro, catalisadores sólidos, que, em combinação com o peróxido de hidrogênio, promovem a oxidação da matéria orgânica.

Neste trabalho, foi investigada a aplicação do mineral de ferro hematita (Fe2O3) como catalisador na reação de Fenton, visando degradar a cor de soluções do corante reativo vermelho Drimaren X-6BN.

A eficiência do processo Fenton Heterogêneo foi comparada a do sistema Fenton Homogêneo. Os resultados referentes ao processo homogêneo mostraram que a remoção da cor foi bastante rápida, entretanto foi gerada uma elevada quantidade de lodo.

Experimentos para estudo das reações do sistema heterogêneo com a hematita foram realizados em batelada, de acordo com planejamento fatorial estatístico (23), que investigou a influência de três variáveis (pH, concentração inicial de hematita e de peróxido de hidrogênio) na velocidade inicial de degradação da cor.

A análise estatística indicou que todas as variáveis foram significativas no processo e que o pH da reação apresentou um importante efeito negativo na velocidade inicial de descoloração das soluções de corante.

Verificou-se que as condições mais favoráveis à descoloração foram: pH 2,5, [H2O2]0 800 mg/L e [Hematita]0 20 g/L para 100mg/L do corante vermelho Drimaren X-6BN. Nessas condições, após 120 minutos de reação e à 25°C, foi possível alcançar cerca de 99% de descoloração e 60% de redução da DQO.

Experimentos realizados em outras condições de temperatura permitiram calcular a Energia de Ativação Aparente da reação, que foi 10,7±0,2 kcal/mol, caracterizando mecanismo de reação química.

Também foi constatada uma pequena concentração de ferro dissolvido no meio reacional, indicando a possibilidade de estarem ocorrendo reações do sistema Fenton também na fase homogênea. Não foi detectada produção significativa de lodo nas reações realizadas em presença de hematita.