Styrene photocatalytic degradation reaction kinetics

Abstract

A reação de degradação fotocatalítica do estireno foi estudada utilizando-se TiO2 P-25 (Degussa) como catalisador. Os experimentos foram realizados em um reator “slurry” em bateladas, com controle de temperatura, empregando-se uma lâmpada UV. Foram estudados os efeitos do pH, da concentração inicial de estireno, da concentração do catalisador e da adição de H2O2 sobre a velocidade da reação. Os resultados mostraram que, em 90 min, cerca de 95% da quantidade inicial da molécula foi consumida por fotocatálise. Verificou-se também que a reação segue uma cinética de primeira ordem para concentrações iniciais de estireno, entre 15,27 e 57,25 ppm, a 30 °C. A análise cromatográfica das amostras coletadas durante os experimentos de fotodegradação identificou o benzaldeído como um dos intermediários dessa reação. Além disso, a adição de H2O2 aumentou a velocidade de degradação.

The aqueous styrene photocatalytic degradation reaction was evaluated using TiO2 P-25 (Degussa) as a catalyst. These experiments were accomplished in a batch slurry reactor with temperature control and a UV lamp. The effects of the initial styrene concentration, the catalyst concentration, the hydrogen peroxide addition and the initial pH of the solution on the reaction were evaluated. The experimental results showed that in 90 min, 95% of the initial styrene was degraded by photocatalysis. It was verified that the styrene degradation rate fits a pseudo-first-order kinetics for initial styrene concentrations between 15.27 and 57.25 ppm, at 30 °C. The chromatographic analysis of the samples collected during the photocatalytic degradation revealed benzaldehyde as one of the intermediates. The addition of H2O2 accelerated the degradation reaction until the system reached a certain optimum peroxide concentration in the reactor. Further H2O2 additions resulted in a reaction rate reduction.