Degradação fotoeletrocatalítica de poluentes (bisfenol-A, sulfamerazina e 2,4-D) utilizando H2O2 eletrogerado em matrizes carbonosas obtidas de fontes sustentáveis

Resumo

Atualmente, o desenvolvimento de tecnologias limpas e eficientes para a remediação de resíduos tóxicos é de vital importância. Nesse contexto, a geração in situ de peróxido de hidrogênio (H2O2) por eletrodos de difusão gasosa carbonosos (EDGs) e subsequente criação de radicais hidroxila por meio do processo fotoeletro-Fenton homogêneo desponta como uma maneira eficiente para o tratamento de efluentes contendo poluentes orgânicos emergentes, tais como antibióticos, pesticidas e disruptores endócrinos. Visando a geração eficiente e sustentável de H2O2, o desenvolvimento de EDGs baseados em géis de carbono sintetizados a partir de fontes carbonosas renováveis (como lignina, tanino e celulose) é uma tática de grande relevância para o aperfeiçoamento dos aspectos ambientais e econômicos envolvidos no processo fotoeletro-Fenton. A associação desse método ao processo de fotocatálise heterogênea surge como uma estratégia promissora para a otimização da eficiência de remediação de efluente tóxicos, devido ao aumento da produção de radicais hidroxila no meio reacional. No que tange à fotocatálise heterogênea, a otimização do processo de fotodegradação pode ser atingida pelo desenvolvimento de fotocatalisadores baseados em heterojunções de esquema S entre semicondutores, uma vez que esta estratégia leva ao transporte eficiente de cargas fotogeradas e à consequente intensificação da geração de radicais ativos. Sendo assim, esse projeto propõe a associação dos processos fotoeletro-Fenton por EDGs carbonosos sustentáveis e fotocatálise heterogênea utilizando fotocatalisadores TiO2/KNbO3/g-C3N4 para a degradação dos poluentes modelo bisfenol-A, sulfamerazina e ácido 2,4-diclorofenoxiacético sob radiação ultravioleta e solar, em reator batelada de bancada e reator batelada piloto. A heterojunção do esquema-S proposta entre os 3 semicondutores visa a facilitação do transporte de cargas e o aumento da atividade fotocatalítica sob radiação visível. A eficiência do processo de degradação será avaliada pelas técnicas de espectrofotometria, cromatográfica líquida de alta eficiência, análise de teor de carbono orgânico total e espectrometria de massas.