SÍNTESE DE ÓXIDO DE SILÍCIO A PARTIR DO BAGAÇO DA CANA-DE-AÇÚCAR MODIFICADO COM ÓXIDO DE FERRO MAGNÉTICO.

O Brasil é um dos principais produtores de cana-de-açúcar devido ao elevado potencial da indústria sucroalcooleira¹. Como resíduo gerado desta área, o bagaço da cana-de-açúcar (BCA) tem causado problemas de estocagem que afetam o meio ambiente. Nesse sentido, o desenvolvimento de tecnologias que possam reaproveitar essa biomassa em benefício do meio ambiente torna-se uma estratégia inerentemente necessária. Assim, o objetivo desse trabalho foi obter o óxido de silício (SiO₂) a partir do bagaço de cana-de-açúcar, sintetizar e aplicar o nanocompósito constituído à base de sílica e magnetita na fotodegradação do corante amarelo de tartrazina. Dentro deste contexto, esse trabalho utilizou o bagaço da cana-de-açúcar para a produção de sílica². Foram realizadas coletas do material em feiras livres do município de Catalão - GO. O bagaço de cana foi lavado com água destilada, em seguida cortado em pequenos pedaços e colocado na estufa a 80°C por 24 horas para secagem. Em seguida foi triturado em processador para a obtenção do material particulado. Com o intuito de diminuir o caráter orgânico das fibras (lignina, celulose e hemicelulose), deixou-se o bagaço submerso em solução de NaOH 1,0 mol/L durante 1 hora. Após esse tempo, lavou-se e filtrou-se o bagaço com água destilada até obtenção de pH 7,0. Em seguida voltou-se a biomassa para a estufa a 80°C por 24 horas. Esse material foi calcinado em forno tipo mufla a 800°C, com rampa de aquecimento de 10°/min durante 1 hora para a obtenção das cinzas. Com as cinzas, então realizou-se a síntese de (Fe₃O₄@SiO₂) através do método de co-precipitação³, o qual consiste na precipitação dos íons Fe²⁺ e Fe³⁺ em meio básico. Primeiramente ligou-se o aquecimento e adicionou-se 100 mL da solução de FeCl₃ e 100 mL da solução de FeCl₂ dentro do balão de 3 bocas, deixou-se em agitação até atingir-se a temperatura de 50°C, enquanto borbulhava-se gás N₂. Então foram adicionadas 2 gotas de NH₄OH, esperou-se aproximadamente 2 minutos e adicionou-se mais 2 gotas de NH₄OH, novamente foram esperados aproximadamente dois minutos e adicionou-se 100 mL da solução de SiO₂, foram adicionadas mais 2 gotas de NH₄OH, esperou-se 10 minutos e desligou-se o sistema. Essa sílica foi modificada com nanopartículas de magnetita para serem aplicadas como fotocatalisadores da reação de degradação do corante amarelo de tartrazina usado como corante modelo na concentração de 10^-5 mol/L. Morfologicamente, o SiO₂ apresentou-se poroso e com estrutura predominantemente de quartzo. Espectroscopicamente, a sílica foi confirmada devido à ausência dos modos vibracionais dos cromóforos orgânicos. A partir da síntese de nanopartículas magnéticas por meio do método de co-precipitação na presença da sílica, obteve-se um sistema tipo core-shell (Fe₃O₄@SiO₂), o qual foi confirmado por Difração de raios X e por Microscopia Eletrônica de Varredura. O baixo valor calculado da energia de band gap para o Fe₃O₄@SiO₂, por meio do método de Tauc⁴, indicou uma facilitação na fotodegradação do corante devido à presença de uma heterojunção do sistema Fe₃O₄@SiO₂. A eficiência na degradação do corante amarelo de tartrazina foi de 47%.