Desenvolvimento de membranas fotoeletrocatalíticas baseadas em TiO2 e Al2O3 modificadas e aplicadas no tratamento de contaminantes orgânicos e microrganismos em meio aquoso.

Resumo

Tecnologias efetivas para o tratamento de águas e efluentes representam um dos maiores desafios da sociedade moderna. Para tal propósito, a combinação das técnicas convencionais de tratamentos (membranas de filtração) com processos oxidativos avançados tais como a fotoeletrocatálise (FEC) podem ser abordadas como uma alternativa promissora. A presente proposta tem como objetivo construir, caracterizar e aplicar membranas de separação com características fotoeletrocatalíticas com vistas a desenvolver sistemas inovativos de separação simultaneamente à degradação/desinfecção de poluentes orgânicos e microrganismos em água. Três modelos de membranas serão testados: i) membranas de Al2O3 modificadas com nanotubos de carbono (MWNC) e WO3 como semicodutor sintetizadas via extrusão; ii) membranas nanotubulares de Al2O3 revestidas com CuO; iii) membranas nanotubulares de TiO2 autodopadas com Ti+3 via redução eletroquímica. A avaliação estrutural, de estabilidade e fotoatividade será realizada empregando técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada a análise de energia dispersiva de raios-X (EDS), difração de raios-X (DRX), espectroscopia de reflectância difusa e medidas eletroquímicas sob irradiação UV/Vis, visível e simulador solar. A aplicabilidade das membranas será avaliada para três diferentes modelos de poluentes: (a) o corante reativo vermelho 120 e (b) o ácido tânico como representantes de contaminantes orgânicos e (c) o fungo Cândida parapsilosis como modelo para microrganismos. Na etapa final pretende-se aplicar as membranas de melhor performance em amostras reais provenientes de centros de hemodiálise inoculadas com microrganismos e outros contaminantes. A eficiência de degradação e inativação dos poluentes será avaliada via cromatografia líquida de alta eficiência, remoção de carbono orgânico total, espectroscopia UV-Vis e medidas de contagem microbiana. Diante desses aspectos, espera-se que a sinergia entre as duas técnicas elimine a principal limitação dos sistemas de filtragem que é a incrustação dos poros e ainda possibilite a remoção física dos contaminantes bem como a oxidação dos compostos orgânicos e inativação dos microrganismos.