Avaliação de fotoreator de filtração acoplado com fibras de carbono fotoativadas aplicado na degradação de sertralina (SER)

Abstract

O desenvolvimento de novas tecnologias para o tratamento e a remediação de águas contaminadas tem se mostrado um grande desafio no mundo moderno. Nesse contexto, sistemas acoplados de filtração com fotocatálise heterogênea surgem como uma alternativa promissora, oferecendo várias vantagens. Esses sistemas combinam a retenção de poluentes por meio de membranas modificadas com as propriedades de semicondutores que, quando fotoexcitados, geram diferentes espécies oxidantes como os radicais hidroxilas. Esses radicais são capazes de promover a degradação completa dos poluentes, proporcionando uma solução eficiente para a purificação da água. O objetivo deste projeto é investigar a síntese e a modificação de membranas de fibra de carbono (FC) por meio da imobilização dos semicondutores WO3, BiVO4, WO3-BiVO4 e TiO2-WO3, utilizando métodos de eletrodeposição química. Essas membranas modificadas visam a retenção/degradação de diversos contaminantes emergentes presentes em aguas, como fármacos (antibióticos e antidepressivos), nanoplásticos e contaminantes presentes em águas derivadas da extração de petróleo. Com as membranas modificadas por semicondutores, pretende-se reduzir os efeitos negativos da filtração, como incrustação e saturação das membranas, e aumentar a eficiência fotocatalítica. A ampliação da fotoatividade do material será alcançada por meio da modificação da energia da banda proibida, permitindo a fotoativação na região do visível. Além disso, a melhoria na recombinação dos pares (e-/h+) contribuirá para aumentar simultaneamente a taxa de degradação dos contaminantes. Para avaliar a estabilidade, as fases predominantes e fotoatividade das membranas modificadas, serão utilizadas técnicas de caracterização, incluindo Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia de Refletância Difusa (ERD) e Microscopia Eletrônica de Varredura com Emissão de Campo (SEM-FEG) acoplada com Espectroscopia de Dispersão de Energia (EDS). O desempenho das membranas desenvolvidas será avaliado em um reator de fluxo contínuo, equipado com fontes de irradiação LED. Para otimizar a eficiência do sistema, serão ajustados parâmetros operacionais, como fluxo, tipo de irradiação e carga de eletrodeposição da membrana. O sistema otimizado será testado no tratamento de águas simuladas, e as melhores condições serão aplicadas ao tratamento de efluentes reais para validar sua eficácia ambiental.