POLYANILINE IN THE ENVIRONMENTAL SCENARIO: AN APPROACH ON HETEROGENEOUS PHOTOCATALYSIS

Vargas, Vanessa M. M.; Dalmolin, Carla; Pezzin, Sérgio H.; Oliveira, Marcela Mohallem; Peralta-Zamora, Patricio

doi:10.21577/0100-4042.20170175

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POLYANILINE IN THE ENVIRONMENTAL SCENARIO: AN APPROACH ON HETEROGENEOUS PHOTOCATALYSIS

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Polyaniline is a conducting polymer that has recently been studied regarding its potential in the removal of contaminants by heterogeneous photocatalysis. Since it is a polymer with a high absorption capacity of photons in the visible region, it promotes the photosensitization of catalysts that are typically inactive in solar systems. The increasing number of publications applying photocatalysis and composite catalysts based on polyaniline highlights the importance of this subject. This review systematizes the most important and specific contributions of composite catalysts formed by polyaniline. The main mechanisms proposed for photosensitization, which show the synergism between the phases of the composite, are summarized. Moreover, the relevance of morphology and conductivity of the composite catalyst, operating parameters (eg. pH, and light source contaminant) are some of the aspects discussed, revealing how these differ from traditional catalysts. Future prospects for the continuation and improvement of this issue mainly involve a greater variety of contaminant removal tests and understanding of relations between the structure of the material and its photocatalytic property.

Keywords:
conducting polymer; photocatalytic; solar energy; photosensitization

Morfologia PANI.TiO₂	Condições de operacionais (Fonte luminosa, pH, tempo de irradiação e aeração)	Contaminante e Eficiência de catálise	Ref.
Matriz de PANI com TiO₂ 21 nm	Sódio de alta-pressão, 10 min	Vermelho reativo 195 Remoção > 95%	⁹¹91 Özbay, B.; Genç, N.; Özbay, İ.; Bağhaki, B.; Zor, S.; Clean Technol. Environ. Policy 2016, 18, 2591.
Nanofitas de Anatase encapadas por PANI	Xenônio e filtro, 2 h	RB^@ @ RB: Rodamina b, ~ 99%	⁸¹81 Chen, X.; Li, H.; Wu, H.; Wu, Y.; Shang, Y.; Pan, J.; Xiong, X.; Mater. Lett. 2016, 172, 52.
Microesfera porosa de Anatase encapada por PANI	Xenônio e filtro, RB^@ @ RB: Rodamina b, : 2 h AM^# # AM: azul de metileno, : 2,5 h	RB^@ @ RB: Rodamina b, eAM^# # AM: azul de metileno, > 95%	⁷⁸78 Deng, Y.; Tang, L.; Zeng, G.; Dong, H.; Yan, M.; Wang, J.; Hu, W.; Wang, J.; Zhou, Y.; Tang, J.; Appl. Surf. Sci. 2016, 387, 882.
Anatase ~ 28 nm core-shell^* * Core-shell: morfologia casca-caroço: PANI-TiO2,	Solar, UV, pH 7, 2 h aeração	Remoção de benzeno ~ 99%	⁷¹71 Sabbaghi, S.; Mohammadi, M.; Ebadi, H.; J. Environ. Eng. 2016, 142, 1.
Anatase: grãos e Rutilo: agulhas, imobilizados em Haloisita	Xenônio e filtro, 6 h	RB^@ @ RB: Rodamina b, ~ 77%	⁶⁷67 Li, C.; Wang, J.; Guo, H.; Ding, S.; J. Colloid Interface Sci. 2015, 458, 1.
Nanotubos de Anatase encapados por PANI	Xenônio e filtro, pH 7,4 140 min	RB^@ @ RB: Rodamina b, ~ 90%	⁵²52 Li, H.; Zhou, J.; Lu, X.; Wang, J.; Qu, S.; Weng, J.; Feng, B.; J. Mater. Sci. Mater. Electron. 2015, 26, 7723.
Anatase: grãos e Rutilo: agulhas, imobilizados em Haloisita	Xenônio e filtro, 6 h	RB^@ @ RB: Rodamina b, ~ 93%	⁹²92 Li, C.; Zhou, T.; Zhu, T.; Li, X; RSC Adv. 2015, 5, 98482.
TiO₂ microesfera-PANI	Fluorescente: UV e Visível 7,6 s	Remoção de NH₃: 73% (Vis) e ~ 100% (UV)	⁹³93 Yang, S.-B.; Jo, W.-K., Cho, S.-B.; Yu, M.-S.; Asian J. Chem. 2015, 27, 4179.
Anatase 20 - 30 nm e PANI sulfonada. Core-shell^ * Core-shell: morfologia casca-caroço: PANI-TiO2,*	Luz visível, AM^# # AM: azul de metileno, : 7 h Azul brilhante: 5 h	Azul brilhante ~ 98% AM^# # AM: azul de metileno, ~ 95%	⁶⁶66 Ansari, M. O.; Khan, M. M.; Ansari, S. A.; Cho, M. H.; New J. Chem. 2015, 39, 8381.
Nanotubos de PANI 90-130 nm e TiO₂ 10 nm	Vapor de mercúrio, pH natural da solução, 2 h	AlM^σ σ AlM: Alaranjado de metila, : 97,2% Alaranjado II: 94,2%	⁶⁹69 Yang, C.; Liang, A.; Zongshan, Z.; Guanghui, W.; J. Wuhan Univ. Technol. Mater. Sci. Ed. 2014, 29, 468.
Nanotubos de PANI decorados com Anatase e Rutilo	Luz visível, AM^# # AM: azul de metileno, : 5 h E.Coli.: 16 h	Descoloração: AM^# # AM: azul de metileno, ~ 85% Inibição da E.Coli. ~ 95%	²¹21 Jeong, W.-H.; Amna, T.; Ha, Y.-M.; Hassan, M. S.; Kim, H.-C.; Khil, M.-S.; Chem. Eng. J. 2014, 246, 204.
Anatase: 100 - 200 nm. Bastões e matriz de PANI	Halógena e filtro, pH 8,0, 2 h, aeração	AM^# # AM: azul de metileno, ~ 76%	⁹⁴94 Subramanian, E.; Subbulakshmi, S.; Murugan, C.; Mater. Res. Bull. 2014, 51, 128.
TiO₂-P25 Core-shell^ * Core-shell: morfologia casca-caroço: PANI-TiO2,* Imobilizado em vidro	Fluorescente e filtro, 1 h aeração	Vermelho reativo 4 ~ 85%	¹⁵15 Razak, S.; Nawi, M. A.; Haitham, K.; Appl. Surf. Sci. 2014, 319, 90.
Anatase e Rutilo (14 e 19 nm)	UV, 2 h	AM^# # AM: azul de metileno, :73%	⁹⁵95 Ramli, C. A. Z.; Asim, N.; Isahak, W. N. R. W.; Emdadi, Z.; Ahmad-ludin, N.; Yarmo, M. A.; Sopian, K.; Sci. World J. 2014, 2014, 1.
Nanotubos de PANI.TiO₂ - 23 nm	UV, pH natural, 2 h	Alaranjado II: 98.6%	⁹⁶96 Cheng, Y.; An, L.; Gao, F.; Wang, G.; Li, X.; Chen, X.; Res. Chem. Intermed. 2013, 39, 3969.
Microesfera de nanobastões de Anatase. Core-shell^ * Core-shell: morfologia casca-caroço: PANI-TiO2,*	Xenônio e filtro: 3 h UV: 1 h	AM^# # AM: azul de metileno, : (UV) k: 0,0721 min^-1 (Vis) k: 0,0069 min^-1	⁷³73 Leng, C.; Wei, J.; Liu, Z.; Xiong, R.; Pan, C.; Shi, J.; J. Nanopart. Res. 2013, 15:1643, 1.
Microesfera de TiO₂ anatase (1,3-6,1 µm) e matriz de PANI. Imobilizado paredes do reator		Vis: Benzeno ~ 58%, Tolueno ~ 92%, Etilbenzeno e Xileno ~ 94%. UV: BTEX > 90%	⁹⁷97 Jo, W.-K.; Kang, H.; Mater. Chem. Phys. 2013, 143, 247.
Anatase ~ 4 - 6 nm e matriz de PANI. Imobilizado em Polietileno Tereftalato (PET)	UV, 2 h	AM^# # AM: azul de metileno, ~ 17%	⁶¹61 Li, Y.; Yu, Y.; Wu, L.; Zhi, J.; Appl. Surf. Sci. 2013, 273, 135.
Anatase 4,5 nm Core-shell^ * Core-shell: morfologia casca-caroço: PANI-TiO2,*	Luz solar simulada, 6 h solução saturada com O₂	AM^# # AM: azul de metileno, ~ 57% RB^@ @ RB: Rodamina b, ~ 96%	¹³13 Radoičić, M.; Šaponjić, Z.; Janković, I. A.; Ćirić-Marjanović, G.; Ahrenkiel, S. P.; Čomor, M. I.; Appl. Catal., B 2013, 136-137, 133.
Anatase 23 nm e matriz de PANI	Luz solar, pH 3, 65 min	AM^# # AM: azul de metileno, ~ 87%	⁹⁸98 Ahmad, R.; Mondal, P. K.; J. Dispersion Sci. Technol. 2012, 33, 380.
Anatase e PANI	Xenônio e filtro, 6 h	4-Clorofenol ~ 30% e COT^θ θ COT: carbono orgânico total, : 13,2%, AlM^σ σ AlM: Alaranjado de metila, ~ 96% e COT^θ θ COT: carbono orgânico total, : 21,5%	¹⁴14 Lin, Y.; Li, D.; Hu, J.; Xiao, G.; Wang, J.; Li, W.; Fu, X.; J. Phys. Chem. C 2012, 116, 5764.
Nanofibras de PANI decoradas comnanoparticulas(Anatase e Rutilo)	Halógena, pH 2,5 AM^# # AM: azul de metileno, : 4 h e RB^@ @ RB: Rodamina b, : 40 min	AM^# # AM: azul de metileno, ~ 30% RB^@ @ RB: Rodamina b, ~ 75%	¹²12 Gu, L.; Wang, J.; Qi, R.; Wang, X.; Xu, P.; Han, X.; J. Mol. Catal. A: Chem. 2012, 357, 19.
TiO₂-P25. Core-shell^ * Core-shell: morfologia casca-caroço: PANI-TiO2,*	Halógena e filtro, 2 h	AlM^σ σ AlM: Alaranjado de metila, : ~ 50%	¹¹11 Olad, A.; Behboudi, S.; Entezami, A. A.; Bull. Mater. Sci. 2012, 35, 801.
Microesfera porosa de Anatase. Core-shell^* * Core-shell: morfologia casca-caroço: PANI-TiO2,	Xenônio e filtro, RB^@ @ RB: Rodamina b, : 30 min e 4-clorofenol: 7 h	4-clorofenol: COT^θ θ COT: carbono orgânico total, : ~ 46% RB^@ @ RB: Rodamina b, ~ 99%	⁹⁹99 Liao, G.; Chen, S.; Quan, X.; Zhang, Y.; Zhao, H.; Appl. Catal., B 2011, 102, 126.
Quitosana-PANI/PSS^φ φ PSS: poli (estireno sulfonato) de sal de sódio, /TiO₂-P25. Imobilizado em vidro.	UV e 350 min	RB^@ @ RB: Rodamina b, ~ 98%	⁷⁰70 Mahanta, D.; Manna, U.; Madras, G.; Patil, S.; Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 84.
PANI em esferas envoltas por bastões de Rutilo.	Vapor de mercúrio e filtro, UV, 60 min	Acetona (gás) Visível: k: 0,0049 min^-1 UV: k: 0,0068 min^-1	⁷²72 Wei, J.; Zhang, Q.; Liu, Y.; Xiong, R.; Pan, C.; Shi, J.; J. Nanopart. Res. 2011, 13, 3157.
TiO₂/PDDA^Δ Δ PDDA: poli (cloreto de dialil-dimetil-amonio). /PSS^φ φ PSS: poli (estireno sulfonato) de sal de sódio, /PANI-fibras	Haleto metálico e filtro, 2 h	AM^# # AM: azul de metileno, : 30%	²⁰20 Prastomo, N.; Ayad, M.; Kawamura, G.; Matsuda, A.; J. Ceram. Soc. Jpn. 2011, 119, 342.
Filme PANI.TiO₂ imobilizado em eletrodo 20 x 36 mm	UV, 2 h	2,4 diclorofenol k: 0,73 × 10^-2 min^-1	¹⁰⁰100 Wang, Y.; Xu, J.; Zong, W.; Zhu, Y.; J. Solid State Chem. 2011, 184, 1433.
PANI.TiO₂-P25	Sódio de alta pressão e filtro, 2 h	AM^# # AM: azul de metileno, : 81,74%	¹⁹19 Wang, F.; Min, S.; Han, Y.; Feng, L.; Superlattices Microstruct. 2010, 48, 170.
Anatase.PANI em Core-shell^* * Core-shell: morfologia casca-caroço: PANI-TiO2, e nanobastões de PANI.	UV, pH 7, 2 h	Verde malaquita: 99,4%	¹⁰¹101 Sarmah, S.; Kumar, A.; Indian J. Phys 2011, 85, 713.
Microfitas de TiO₂ encapadas por PANI.	UV, pH 3, 160 min	AlM^σ σ AlM: Alaranjado de metila, ~ 97%	⁷⁴74 Li, Q.; Zhang, C.; Li, J.; Appl. Surf. Sci. 2010, 257, 944.
Anatase.PANI	UV, pH 2	Vermelho Allura: k ~ 5,3 10^-3 s^-1 QuinolinaAmarela: k ~ 7,1 10^-3 s^-1	⁶⁰60 Salem, M. A.; Al-Ghonemiy, A. F.; Zaki, A. B.; Appl. Catal., B 2009, 91, 59.
TiO_2-P25 Core-shell^ * Core-shell: morfologia casca-caroço: PANI-TiO2,*	Xenônio e filtro: AM^# # AM: azul de metileno, : 5 h e RB^@ @ RB: Rodamina b, : 100 min UV: AM^# # AM: azul de metileno, : 1 h e RB^@ @ RB: Rodamina b, : 0,5 h	AM^# # AM: azul de metileno, : k: 0,0071 min^-1 (Vis) e 0,091 min^-1 (UV) RB^@ @ RB: Rodamina b, : k: 0,0229 min^-1 (Vis) e 0,099 min^-1 (UV)	⁶6 Zhang, H.; Zong, R.; Zhao, J.; Zhu, Y.; Environ. Sci. Technol. 2008, 42, 3803.
Anatase ~ 14 nm. Core-shell^ * Core-shell: morfologia casca-caroço: PANI-TiO2,*	Halógena e filtro, 5 h	Remoção de fenol ~ 65%	⁷7 Li, X.; Wang, D.; Cheng, G.; Luo, Q.; An, J.; Wang, Y.; Appl. Catal., B 2008, 81, 267.
Anatase 15 nm. Core-shell^ * Core-shell: morfologia casca-caroço: PANI-TiO2,*	Solar, 2 h	Remoção de fenol ~ 35%	²²22 Li, X.; Wang, D.; Luo, Q.; An, J.; Wang, Y.; Cheng, G.; J. Chem. Technol. Biotechnol. 2008, 83, 1558.
Anatase 80 - 90 nm. Core-shell^ * Core-shell: morfologia casca-caroço: PANI-TiO2,*	Solar e pH 6,8, 90 min	AM^# # AM: azul de metileno, ~ 80%	¹⁰²102 Min, S.; Wang, F.; Han, Y.; J. Mater. Sci. 2007, 42, 9966.
Anatase 15 nm. Core-shell^ * Core-shell: morfologia casca-caroço: PANI-TiO2,*	Solar, 2,5 h	AlM^σ σ AlM: Alaranjado de metila, ~ 99%	¹⁸18 Li, J.; Zhu, L.; Wu, Y.; Harima, Y.; Zhang, A.; Tang, H.; Polymer 2006, 47, 7361.

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