Membranas foto-eletrocatalíticas constituídas de espuma para degradação de descarga líquida zero de poluentes orgânicos

Resumo

A contaminação de sistemas aquosos está diretamente relacionada à incapacidade de nossa sociedade de gerenciar e tratar adequadamente águas residuais de atividades agrícolas, centros urbanos e indústrias. Neste contexto, o uso da filtração por membranas como forma de reter esses poluentes nocivos tem mostrado boa aplicabilidade no tratamento da água. Portanto, um importante objetivo é obter membranas modificadas para serem utilizadas simultaneamente em processos de filtração/ fotocatálise /fotoeletrocatálise, contribuindo para o aumento da degradação de macromoléculas, inativação de microrganismos e problemas de incrustação de membranas. Nossa proposta de pós-doutorado visa construir, caracterizar e aplicar membranas de filtração com características fotoeletrocatalíticas, a fim de desenvolver uma separação inovadora simultânea à degradação/desinfecção de poluentes orgânicos/microrganismos na água. Membranas à base de Al2O3 modificado com WO3; membranas anódicas de Al2O3 revestidas por CuO e TiO2 autodopadas com Ti+3 são propostas para aplicação em poluentes orgânicos como (i) corante vermelho reativo-120, (ii) ácido tânico e microrganismos (fungos). Até o momento, foram sintetizadas membranas anódicas de Al2O3 por processo de anodização e membranas nanotubulares de TiO2 autodopadas com Ti+3 as quais têm revelado resultados muito promissores. No entanto, no momento presente, temos alguns problemas para estabilizar as membranas obtidas e também para obter uma configuração adequada para sua aplicação. Portanto, a presente proposta visa o desenvolvimento de uma nova geração de membranas de espuma, modificadas com semicondutores ZnO, WO3 e/ou outros óxidos de metais para fotocatálise e fotoeletrocatálise e na separação e degradação/desinfecção simultâneas de águas residuárias. As espumas serão constituídas de cerâmica e metal com e sem modificação, onde catalisadores e outros parâmetros serão controlados visando uma maior eficiência usando as instalações laboratoriais do grupo Prof. Davide Mattia, que possui grande habilidade na área. O desempenho de tais membranas será avaliado usando reatores fotoeletrocatalíticos equipados com uma fonte de irradiação (fotocatálise) e potencial de polarização (fotoeletrocatálise). A caracterização será realizada por espectroscopia, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, difração de raios X e outros parâmetros físicos. Este projeto colaborativo visa consolidar uma nova linha de pesquisa iniciada em nosso grupo no Brasil, compreendendo o estudo de membranas especializadas capazes de conduzir a remoção física de contaminantes, bem como a oxidação dos compostos orgânicos e a inativação de microorganismos.