Eliminação eficaz do poluente cristal violeta via foto

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 7723 (2023) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

O processo foto-Fenton é um método apropriado do Processo de Oxidação Avançado que é utilizado na fotocatálise de corantes orgânicos como o cristal violeta (CV). Os nanopós Gd(2−x)La(x)Zr2O7 substituídos por íon La3+ (x = 0,1, 0,2, 0,3 e 0,5) foram preparados com sucesso usando o método de autocombustão sol-gel para serem usados ​​para a fotocatálise eficiente de CV com processo foto-Fenton. O defeito-fluorita bem cristalizado, estruturado com grupo espacial: Fm-3m, foi detectado usando análise de difração de raios-X. Os parâmetros de rede aumentaram com a concentração de íons La3+ avaliada. O tamanho de grão dos pós sintetizados aumentou com o aumento do teor de íons La3+. Os padrões SAED representavam fluorita estruturada em fluorita. UV/Vis. espectrofotômetro foi usado para a determinação da energia de banda proibida de Gd(2−x)La(x)Zr2O7 nanopós que aumentou com o aumento do conteúdo de íons La3+. Verificou-se que aumentou de 4 para 3,6 eV. O espectrofotômetro visível foi usado para determinar concentrações desconhecidas durante o processo de fotocatálise para garantir a eficácia do processo. No geral, os resultados ilustram que a reação de foto-Fenton em Gd(2−x)La(x)Zr2O7 teve excelente desempenho na remoção do cristal violeta (CV). A taxa de fotorremediação de CV atingiu 90% em 1 h.

Os setores de papel, têxtil, couro, plástico, galvanoplastia, processamento de alimentos, farmacêutico e agrícola são apenas algumas das indústrias que tiveram um aumento no comércio no período contemporâneo1,2. Por produzirem produtos de alta qualidade, esses setores são significativos para a sociedade como um todo. A maioria das operações industriais depende de corantes orgânicos para colorir seus produtos, e então eles descarregam essas cores em aquíferos de água doce, como córregos e rios, que eventualmente desembocam no mar3,4,5.

Esses corantes existem há muito tempo e não apenas prejudicam seriamente quase todos os tipos de vida, mas também perturbam o equilíbrio natural6,7. Cerca de 20% dessas cores são despejadas no meio ambiente como efluentes, prejudicando a ecologia. Esses poluentes são extremamente difíceis de decompor devido à sua estrutura estável8,9. Além disso, esses poluentes podem levar a problemas graves nas pessoas, como irritação ocular, alergias de pele, mutações genéticas e problemas hepáticos10,11,12.

Um desses corantes perigosos, conhecido como cristal violeta (CV), é usado em uma variedade de produtos fabricados pela Gram, incluindo fertilizantes, detergentes, agentes bacteriostáticos, corantes para couro e detergentes. É um potente carcinógeno para criaturas marinhas. Além disso, a CV destrói os cromossomos, o que resulta em sérios problemas quando as células lesadas se dividem. Além disso, o corante CV é classificado como corante catiônico trifenilmetano, utilizado nos setores têxtil e de tingimento de papel. Vários produtos, incluindo fertilizantes, anticongelantes, detergentes e couro, também são coloridos usando essa técnica. Como corante histológico, o CV também é utilizado, principalmente na coloração de Gram para classificar as bactérias13,14.

A perturbação da vida aquática e a contaminação da água são causadas pelo despejo de corantes em águas residuais15. Como resultado, é necessário um método adequado e eficiente para o tratamento de águas residuais contendo corantes, como o CV16, devido à capacidade comprovada do corante de causar câncer e outras mutações em pessoas e animais17 e humanos. Os oxidantes e coagulantes tradicionais, bem como a biodegradação, coagulação, adsorção e deposição física, mostraram-se insuficientes para o tratamento da CV18,19.

Por outro lado, melhores oxidantes, catálise por micro-ondas, fotocatálise, tecnologia de membrana e processos oxidativos avançados (AOPs) parecem promissores para a descoloração CV20,21,22. A falha fundamental do tratamento físico é que ele apenas move os corantes de uma forma líquida para uma forma sólida, que é difícil de limpar. Como resultado, para degradar tais poluentes, o tratamento químico empregando POAs, particularmente a fotocatálise heterogênea, tem despertado interesse 23.