Desenvolvimento de nanotubos de TiO2 modificados para aplicação no tratamento eletroquímico de desreguladores endócrinos: Bisfenol A e n-propilparabeno.

• Processo: 13/08543-3
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de setembro de 2013
• Vigência (Término): 31 de outubro de 2017
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Beneficiário: Alysson Stefan Martins
• Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 15/08815-9 - Preparação e caracterização de titanatos nanoestruturados modificados em uma matriz de nanotubos de TiO2 empregando-se a técnica de deposição eletroforética, BE.EP.DR
• Assunto(s): Eletroquímica Fotocatálise heterogênea Disruptores endócrinos Eletroquímica ambiental Nanotubos de dióxido de titânio

Resumo

Com o advento da revolução industrial no século XVIII iniciou-se o maior desenvolvimento tecnológico e científico já visto. Todo esse avanço, entretanto, contribui para o aumento da poluição ambiental, destacando-se a contaminação dos corpos hídricos. Atualmente, dentre os poluentes industriais encontrados no ambiente, os compostos bisfenol A e n-propilparabeno requerem atenção, pois são extensamente utilizados na indústria de plásticos e cosméticos e apresentam elevada solubilidade em água. Não obstante, estas moléculas podem interagir negativamente com o organismo. Chamados de desreguladores endócrinos - DE - estes compostos são uma classe de substâncias que causam efeitos adversos ao sistema endócrino. Os efeitos incluem uma variedade de problemas reprodutivos, mudanças nos níveis hormonais, funções imunitárias afetadas e diversos tipos de câncer. Nesse contexto, vários tratamentos físicos e químicos têm sido propostos para a remoção dos mesmos em meio aquoso. Os métodos convencionais empregados, tais como adsorção, osmose reversa e ultrafiltração não são destrutivos e apenas transfere-os de fase. Dessa forma, métodos alternativos baseados na fotocatálise heterogênea tem se mostrado como alternativa aos tratamentos de efluentes existentes. Nestes métodos as reações são desencadeadas utilizando um semicondutor, ativado através da irradiação de luz solar ou artificial o qual catalisa as reações. Dentre os semicondutores, os nanotubos de TiO2 têm atraído grande atenção, pois apresentam estruturas precisas e controladas de paredes e poros, o que confere melhoras na absorção da irradiação. Entretanto, a principal limitação quanto ao seu emprego é a baixa absorção da luz visível (inferior a 5%), o que impede a utilização da luz natural como fonte de energia para o tratamento de poluentes. Nesse sentido, a incorporação de materiais dopantes sob os nanotubos de TiO2 tem sido utilizada como estratégia para o aumento da eficiência fotocatalítica. Metais, em específico, podem conferir diferenças no nível de energia bandgap, mudando a fotoatividade do TiO2 e também a faixa de absorção da irradiação. Como efeito principal, ocorre o aumento da fotoatividade que por sua vez gera maior eficiência na degradação de poluentes orgânicos. Diante desses aspectos, o presente projeto propõe o desenvolvimento de nanotubos de TiO2 modificados, utilizando a metodologia da anodização eletroquímica. Para aumento da fotoatividade, serão investigados como dopantes os metais tungstênio, vanádio e manganês. Dessa forma, pretende-se realizar a degradação dos desreguladores endócrinos n-propilparabeno e bisfenol-A através da fotoeletrocatálise, obtendo a máxima mineralização e anulação da atividade biológica. A eficiência dos processos de degradação será avaliada pelo decaimento de concentração, formação de íons inorgânicos, redução do teor de carbono orgânico total e ecotoxicidade. Além disso, pretende-se identificar os possíveis intermediários formados durante a degradação, visando estabelecer os mecanismos de degradação para cada um dos desreguladores endócrinos.

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MARTINS, ALYSSON STEFAN; MARQUES CORDEIRO-JUNIOR, PAULO JORGE; NUNEZ, LUCIANA; DE VASCONCELOS LANZA, MARCOS ROBERTO. A Simple Method for the Electrodeposition of WO3 in TiO2 Nanotubes: Influence of the Amount of Tungsten on Photoelectrocatalytic Activity. ELECTROCATALYSIS, v. 8, n. 2, p. 115-121, MAR 2017. (15/08815-9, 13/08543-3)

MARTINS, ALYSSON STEFAN; MARQUES CORDEIRO-JUNIOR, PAULO JORGE; BESSEGATO, GUILHERME GARCIA; CARNEIRO, JUSSARA FERNANDES; BOLDRIN ZANONI, MARIA VALNICE; DE VASCONCELOS LANZA, MARCOS ROBERTO. Electrodeposition of WO3 on Ti substrate and the influence of interfacial oxide layer generated in situ: A photoelectrocatalytic degradation of propyl paraben. Applied Surface Science, v. 464, p. 664-672, JAN 15 2019. (14/03679-7, 13/08543-3, 17/13123-4, 17/10118-0)

MARTINS, ALYSSON STEFAN; NUNEZ, LUCIANA; DE VASCONCELOS LANZA, MARCOS ROBERTO. Enhanced photoelectrocatalytic performance of TiO2 nanotube array modified with WO3 applied to the degradation of the endocrine disruptor propyl paraben. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 802, p. 33-39, OCT 1 2017. (16/01937-4, 13/08543-3, 14/50945-4)

MARTINS, ALYSSON S.; HARITO, CHRISTIAN; BAVYKIN, DMITRY V.; WALSH, FRANK C.; LANZA, MARCOS R. V.. Insertion of nanostructured titanates into the pores of an anodised TiO2 nanotube array by mechanically stimulated electrophoretic deposition. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C, v. 5, n. 16, p. 3955-3961, APR 28 2017. (16/01937-4, 13/08543-3, 15/08815-9)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

MARTINS, Alysson Stefan. Síntese e caracterização de eletrodos de TiO2/WO3, nanotubos de TiO2/WO3 e nanotubos de TiO2/titanato para aplicação no tratamento fotoeletrocatalítico dos interferentes endócrinos bisfenol-A e propil. 2017. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos (IQSC/BT) São Carlos.