Optimization of thermal conditions of sol-gel method for synthesis of TiO₂ using RSM and its influence on photodegradation of tartrazine yellow dye
2021
O presente trabalho relata o uso de ferramentas quimiométricas para investigar o efeito do tratamento térmico na síntese de TiO₂ pelo método sol-gel e sua fotoatividade na fotodegradação do corante amarelo tartrazina (TY). Os parâmetros térmicos, como temperatura, taxa de aquecimento e tempo de aquecimento, foram avaliados a partir da constante aparente (kapp) determinada pela cinética de fotodegradação do corante tartrazina, que foi utilizada como resposta para um planejamento composto central rotacional (CCR). A avaliação dos efeitos dos parâmetros na resposta e a otimização do processo foram realizadas por meio da metodologia de superfície de resposta (RSM). Os resultados mostraram que três parâmetros têm influência significativa na resposta e que não há efeitos de interação entre eles. Além disso, o TiO₂ que apresentou a melhor fotoatividade (TiO₂Op ) foi obtido nas seguintes condições térmicas: temperatura de 527 °C, taxa de aquecimento de 6 °C min⁻¹ e tempo de aquecimento de 177 min. As técnicas de análise mostraram mudanças significativas nas características texturais, morfológicas, químicas, cristalográficas e de estabilidade térmica do TiO₂Op , quando comparado ao TiO₂ sintetizado com a menor atividade fotocatalítica. O TiO₂Op apresentou energia de banda proibida de 3,04 eV e parâmetros cinéticos de fotodegradação de TY de kapp 6,26 × 10⁻³ min⁻¹ e t 1/2 110,7 min.