Estudo de fotoeletrodos de cobre e óxido de cobre para tratamentos de águas residuais após a pandemia do COVID-19

Resumo

Mediante a ineficácia dos métodos usualmente utilizados para tratamentos de águas residuais e esgotos em estações de tratamentos, o desenvolvimento de métodos que possam ser promissores na degradação de poluentes é de extrema importância. Diante do cenário mundial atual em que se vive uma crise pandêmica surgida em 2019 a partir da disseminação do vírus SARS-CoV-2 também conhecido como novo Coronavírus causador do COVID-19, os estudos científicos tentam compreender as possíveis rotas de contaminação, assim como o impacto da doença em aspectos diversos como a problemática da contaminação de recursos hídricos por patógenos e agentes farmaceuticamente ativos. A aplicação de processos fotocatalíticos e fotoeletrocatalíticos tem crescido dentro do meio científico por serem tecnologias promissoras e eficientes para este fim. Logo, o presente trabalho pretende estudar a eficiência de filmes de nanopartículas de cobre, óxido cúprico e cuproso na degradação de agentes farmaceuticamente ativos aplicados nos protocolos de tratamentos do COVID-19 nas configurações de fotoeletrocatálise visando a grande quantidade desses poluentes presentes em esgotos hospitalares e domésticos que são descartados muitas vezes sem nenhum tratamento prévio em corpos d'água. Para obtenção dos filmes pretende-se aplicar os métodos de tratamento térmico de micro-ondas para as nanopartículas metálicas de cobre, síntese de redução química para a obtenção das nanopartículas de óxidos de cobre acoplados a diferentes métodos de deposição (como dip coating, spin coating e doctor-blade) e a eletrodeposição dessas nanopartículas. As caracterizações morfológicas, estruturais e ópticas dos materiais sintetizados serão realizadas por técnica de difração de raio-x, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão e espectroscopia de UV-Vis. As caracterizações eletroquímicas dos fotoeletrodos como voltametria cíclica e linear irão investigar as densidades de fotocorrente e a viabilidade dos materiais para aplicações fotoeletroquímicas. A atividade fotocatalíca dos fotoeletrodos serão investigadas mediante três configurações: fotólise, fotocatálise heterogênea e fotoeletrocatálise frente a agentes farmaceuticamente ativos, havendo a análise das espécies reativas de oxigênio (ROS) para a compreensão das espécies que são relevantes na degradação dos poluentes de interesse. Após a otimização dos parâmetros experimentais e estudos comparativos, espera-se que os fotoeletrodos a base de cobre propostos no trabalho proporcione um desempenho promissor no tratamento de efluentes decorrentes da pandemia do novo Coronavírus. (AU)