Aplicação de compósitos de TiO2 em carvão activado na fotodegradação do fenol com luz ultravioleta

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

O presente trabalho tem como objectivo principal o estudo da viabilidade da aplicação de compósitos de dióxido de titânio (TiO2) impregnados em carvão activado (CA) na fotodegradação do fenol, no âmbito do tratamento de águas residuais. A base deste estudo é o uso de processos oxidativos avançados (POA), como a fotocatálise heterogénea, que permite combinar a actividade fotocatalítica do semicondutor TiO2 com a capacidade de adsorção do carvão activado. A fotodegradação do fenol foi realizada com oito amostras diferentes de carvão activado com e sem impregnação de TiO2. A radiação Ultravioleta foi feita com uma lâmpada de Xénon monocromada ao comprimento de onda de 270 nm. A fotodegradação não catalisada do fenol foi também realizada e utilizada como referência para aferir o aumento da fotodegradação nas amostras com degradação fotocatalítica. A influência da massa de carvão activado na fotodegradação foi também analisada. A quantidade de fenol degradado foi determinada por análise espectral, por vezes com recurso à decomposição espectral, tendo em conta a formação de alguns dos intermediários conhecidos da fotodegradação do fenol, como a hidroquinona, a quinona e o catecol. Verificou-se que nos tempos iniciais de irradiação, a quantidade de fenol fotodegradado, tanto na presença de carvão activado, como na presença de carvão activado com a impregnação de TiO2 (CA/TiO2), é superior à quantidade de fenol fotodegradado na ausência de fotocatalisador. No entanto, para tempos mais longos de irradiação, a fotodegradação com CA/TiO2 é menos eficiente que a fotodegradação sem catalisador. A diminuição da actividade fotocatalítica, o acesso dificultado do fenol ao fotocatalisador impregnado em carvão activado e/ou a competição do carvão activado pela luz podem estar na origem dos resultados obtidos.