Synthesis and Characterization of ZnAl₂O₄-Co₃O₄ Composite and Its Effectiveness in Catalytic Dye Degradation: A Comprehensive Study

Felipe Colaço de Oliveira; Natália Cardoso Moraes; Taynná Cristina da Cunha Ferreira; Rafael Block Samulewski; Milena Martins Andrade

doi:10.18593/evid.36876

Autores

Felipe Colaço de Oliveira Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Natália Cardoso Moraes Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Taynná Cristina da Cunha Ferreira Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Rafael Block Samulewski Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Milena Martins Andrade UTFPR

DOI:

https://doi.org/10.18593/evid.36876

Palavras-chave:

Catalisadores, Compósitos, Degradação de Corantes, Remediação Ambiental, Tratamento de Águas Residuais

Resumo

A crescente preocupação com a contaminação da água por corantes industriais tem impulsionado a busca por métodos de degradação eficientes e sustentáveis. Neste estudo, um compósito de ZnAl₂O₄-Co₃O₄ foi sintetizado por meio do método de coprecipitação, seguido de calcinação e incorporação mecanoquímica, para investigar seu potencial na catálise da degradação do corante sintético 1-Amino-4-[(4-anilino-9,10-dioxo-9,10-dihydroanthracen-1-yl)amino]anthraquinone-2-sulfonato de sódio em solução aquosa, comercialmente conhecido como RB222, um corante antraquinônico reativo amplamente utilizado na indústria têxtil. Esse composto é conhecido por sua alta estabilidade química e resistência à biodegradação, representando riscos significativos aos ecossistemas aquáticos devido à sua persistência e potencial toxicidade. As características estruturais e morfológicas do compósito foram analisadas detalhadamente utilizando técnicas de difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Essas análises confirmaram a incorporação bem-sucedida de partículas de Co₃O₄ na matriz de ZnAl₂O₄, resultando no recobrimento da superfície do aluminato de zinco por óxido de cobalto. A manutenção das estruturas após a incorporação foi confirmada pelos resultados de DRX e FTIR. O desempenho catalítico do compósito ZnAl₂O₄-Co₃O₄ foi avaliado por meio de testes de degradação do corante RB222, demonstrando uma alta eficiência de degradação, com mais de 90% de remoção do corante em 120 minutos, destacando a capacidade do compósito em decompor moléculas de corante em subprodutos incolores. Este trabalho destaca o potencial dos compósitos ZnAl₂O₄-Co₃O₄ como materiais eficazes para a remediação ambiental, especialmente no tratamento de águas residuais. Os resultados sugerem pesquisas adicionais para otimizar os métodos de preparo do catalisador e explorar sua aplicação em outros poluentes.

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