Aplicação do catalisador heteroestruturado g-C3N4/TiO2 na fotodegradação da quinolina em meio aquoso

Autores

  • Jhonatan D. M. Oliveira UFPE Autor
  • Dr. José G. A. Pacheco UFPE Autor
  • Dr. Nelson M. Lima Filho UFPE Autor
  • Dr Santiago Arias UFPE Autor
  • Paulo H. M. Farias UFPE Autor
  • Vithor G. R. M. Oliveira UFPE Autor
  • Dra. Erica J. M. Dantas UFPE Autor
  • Maria E. A. D. Mota UFPE Autor
  • César F. B. Piscoya UFPE Autor
  • Dr. Alan G. Camara UFPE Autor
  • Dra. Celmy M. B. M. Barbosa UFPE Autor

Palavras-chave:

g-C3N4, TiO2, quinolina, efluentes industriais.

Resumo

O refino de petróleo gera efluentes complexos contendo contaminantes tóxicos e persistentes, como compostos aromáticos, fenólicos, sulfurados e nitrogenados, cuja remoção completa por processos biológicos é limitada. Fotodegradação desses compostos recalcitrantes com fotocatalisadores como TiO2 e g-C3N4 vêm sendo aplicados. Este trabalho apresenta a síntese e caracterização de catalisadores g-C3N4, TiO2 P25 e do compósito heteroestruturado 25% g-C3N4/TiO2, avaliando sua eficiência na fotodegradação da quinolina (20 mg.L-1) sob radiação simulada (UV-A/UV-B/visível) por 90 min. A degradação foi monitorada por HPLC, e os resultados indicaram degradação de 97% para o TiO2 P25 e 93% para o compósito, que manteve 85,7% de atividade após seis ciclos. O desempenho elevado do compósito foi atribuído à formação eficiente de heterojunções, favorecendo a separação de cargas e a geração de radicais. A estabilidade e reusabilidade observadas destacam o potencial do material para aplicações ambientais em escala industrial, especialmente no tratamento de efluentes da indústria do petróleo.

Referências

1. N. Sarma, M. Goswami, S. Rabha, R. Patowary, A. Devi, Environmental Monitoring and Assessment, 2023, 195, 7, 1 – 24.

2. F. C. Monteiro, I. D. L. Guimaraes, P. A. Rodrigues, J. V. A. de Pinho; C. A. Conte-Junior, Journal of Photochemistry & Photobiology, A: Chemistry, 2023, 437, 114497.

3. G. Yadav, M. Ahmaruzzaman, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2023, 127, 18 – 35.

4. B. N. Thorat, R. K. Sonwani, Bioresource Technology, 2022, 355, 127263.

5. N. E. Paucar, P. Kiggins, B. Blad, K. Jesus, F. Afrin, S. Pashikanti, K. Sharma, Environmental Chemistry Letters, 2021, 19, 1205 – 1228.

6. L. Zhang, L. Fan, J. Fan, Y. Li, P. Sun, J. Han, Z. Fan, Journal of Environmental Chemical Engineering, 2022, 10, 5, 108322.

7. O. Amiri, F. Beshkar, S. S. Ahmed, A. Rafiei-Miandashti, P. H. Mahmood, A. A. Dezaye, Advanced Powder Technology, 2021, 32, 4, 1088 – 1098.

8. E. J. M. Dantas, M. E. Alves, S. Arias, A. G. Camara, J. V. Cavalvanti, G. L. Silva, C. M. B. M. Barbosa, J. G. A. Pacheco, Catalysis Today, 2024, 441, 114846.

9. R. Su, Y. Zhu, B. Gao, Q. Li, Water Research. 2024, 251, 121119.

10. J. Fu, G. Z. Kyzas, Z. Cai, E. A. Deliyanni, W. Liu, D. Zhao, Chemical Engineering Journal, 2018, 335, 290 – 300.

11. E. G. Villabona-Leal, G. Flores-Zuñiga, M. I. Pérez-Valverde, S. E. Negrete-Durán, H. J. Ojeda-Galván, J. Alanis, Y.G. Velázquez-Galván, R. Ocampo-Párez, V. M. Ovando-Medina, H.R. Navarro-Contreras, M. Quintana, A.G. Rodríguez, Appl. Surf. Sci., 2024, 642, 158506.

12. L. Chen, M. Lv, Y. Wan, Y. Sun, Z. Gu, S. Zhang, Optical Materials, 2025, 159, 116644.

13. E. D. M. Isa, R. R. Ali, N. W. C. Jusoh, Y. Nagao, K. Aoki, S. Nishimura, Z. I. A. Tarmizi, S. H. M. Taib, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2024, 694, 134066.

14. A. G. Camara, R. P. Sousa, M. J. Costa, E. J. Dantas, R. Frety, G. E. Luz Jr, C. M. B. M. Barbosa, L. C. Almeida, A. Santiago, J. G. A. Pacheco, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 2025, 459, 116021.

15. S. Tischer, M. Börnhorst, J. Amsler, G. Schoch, O. Deutschmann, Physical Chemistry Chemical Physics, 2019, 21, 30, 16785 – 16797.

16. A. Alaghmandfard, K. Ghandi, Nanomaterials, 2022, 12, 2, 294.

17. J. Ni, W. Wang, D. Liu, Q. Zhu, J. Jia, J. Tian, Z. Li, X. Wang, Z. Xing, Journal of Hazardous Materials, 2021, 408, 124432.

18. L. Li; S. Sun; Y. Wang; C. Wang, Journal of photochemistry and photobiology A: Chemistry, 2017, 356, 89-95.

19. T. Yuan, W. Yao, Catalysts, 2023, 13, 312.

20. X. Qu, C. Chen, J. Lin, W. Q., L. Zhang, D. Sun, Chemosphere, 2022, 286, 131696.

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Publicado

31-10-2025

Edição

Seção

Eletrocatálise e fotocatálise