Desenvolvimento de elementos filtrantes micro/nanoestruturados de carbono e aferidos por métodos cromatográficos e espectrometria de massas para produção de agua potável

Resumo

O presente projeto tem como objetivo principal desenvolver novas tecnologias para a remoção do gosto e odor, particularmente dois compostos semivoláteis 2-metilisoborneol (MIB), geosmina e as Nitrosaminas onde a meta é substituir a tecnologia de carvão ativado e as membranas atuais. Duas classes de elementos filtrantes e/ou adsorventes serão desenvolvidos e estudados. O primeiro envolve uma classe de materiais micro/nanoestruturados particulado de baixo custo e a outra de membranas do tipo sandwish geradas por eletrofiação também nanoestruturada escalonável. Os nanomateriais a serem usados para a nanoestruturação dessas matrizes com escala micrométrica ou milimétrica são os nanotubos de carbono e óxido de grafeno. Estes são ligados quimicamente aos substratos micrométricos (fibras ou carvão de baixo custo) de tal forma que estes não podem ser lixiviados para o ambiente. A tecnologia a ser desenvolvida e investigada explora a excelente capacidade de adsorção dos nanocarbonos, porém de uma forma onde o substrato também interfere nas suas propriedades eletrônicas, biológicas e adsorventes. São materiais híbridos com superficies onde existem regiões hidrofóbicas ou hidrofílicas. Esses também podem ser funcionalizados com várias substâncias sem riscos de lixiviação de nanopartículas como ocorre no caso do carvão ativado ou na decoração de fibras de polímeros. Para avaliação e designer do sistema filtrante será usado como técnica de aferição, a eluição dos analitos e análise cromatográfica (GC ou HPLC) com detecção por MS/MS. Também várias técnicas analíticas de investigação tradicionais da área de nanocarbonos (HRTEM, SEM, AFM, XPS, BET, FTIR, Raman) serão usadas quando necessária para investigação dos mecanismos de interação envolvendo os nanocarbonos e as substâncias a serem removidas. Também serão realizados estudos de ecotoxicidade os materiais desenvolvidos através de parcerias. Portanto o projeto em questão visa uma nova geração de adsorventes e membrana de separação menos susceptíveis as várias substâncias responsáveis pelo entupimento (subprodutos, biofilmes, nanopartículas plásticas, aditivos nanométricos da indústria de cosméticos etc.), com alta probabilidade de superar as tecnologias atualmente comerciais, usando metodologias de preparação escalonáveis, mitigando eventuais riscos de emissão de nanomateriais em eco-sistemas. Embora o foco principal do projeto seja no gosto e cheiro, a tecnologia que será desenvolvida tem potencial para várias outras aplicações no setor. (AU)