Remoção e determinação em tempo real de poluentes ambientais utilizando sistema eletroquímico fotoassistido

Resumo

Neste projeto é proposto o desenvolvimento de um sistema foto-eletroquímico para a remoção e monitoramento em tempo real de contaminantes ambientais em amostras de águas naturais. Tanto o sistema de remoção dos poluentes bem como o monitoramento da concentração destas substâncias será baseado em mecanismo de eletro-oxidação fotoassistida mediada por um semicondutor. Para a metodologia de remediação serão sintetizados, caracterizados e aplicados fotoanodos fabricados com vanadato de bismuto e/ou nanoestruturas de óxido de zinco. Estes materiais, na presença de luz e potencial, têm a habilidade de quebrar molécula de água gerando radicais hidroxilas, que oxidarão as moléculas dos poluentes, promovendo remoção destas espécies. Sequenciamente será proposta uma metodologia para o monitoramento dos poluentes utilizando sensores eletroquímicos. Os sensores serão baseados em óxido de grafeno reduzido modificado com óxidos metálicos semicondutores. O sinergismo entre o óxido de grafeno reduzido e nanopartículas semicondutoras será interessante para o desenvolvimento de sensores eletroquímicos fotoassistidos. O ganho em sensibilidade é devido à alta velocidade em transferência de carga do sistema grafeno/semicondutor e baixa taxa de recombinação que acontece entre estes materiais. Neste caso, ocorre uma heterojunção entre óxido de grafeno reduzido, que pode ser modulado como um semicondutor do tipo p e, as nanopartículas serem semicondutoras do tipo n. Desta forma, aliando a energia eletroquímica com energia luminosa espera-se um aumento na sensibilidade do método e consequentemente à determinação de substâncias com baixos limites detecção. Neste projeto se os poluentes a serem monitorados serão os interferentes endócrinos (antibióticos, hormônios, fármacos e pesticidas) em amostras de efluentes industriais e domésticos. A detecção destes interferentes ocorrerá via oxidação eletroquímica direta dos interferentes, sobre a superfície do sensor. Desta forma, o desenvolvimento de um sistema eletrocatalítico e altamente sensível e que permitirá desenvolver uma metodologia, precisa, de baixo custo, com potencial de miniaturização, com possibilidade de aplicação in situ e em tempo real para a determinação de três interferentes endócrinos em matrizes ambientais, torna-se muito importante. (AU)