Intensificação de processos foto-catalíticos solares para tratamento de águas contaminadas com fármacos através da micro-estruturação de espaços reacionais

• Processo: 15/21421-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de agosto de 2016
• Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2019
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Operações Industriais e Equipamentos para Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Antonio Carlos Silva Costa Teixeira
• Beneficiário: Bruno Ramos
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 17/11583-8 - Modelagem matemática de reatores fotocatalíticos intensificados para o tratamento de águas contaminadas com resíduos farmacêuticos, BE.EP.PD
• Assunto(s): Processos oxidativos avançados
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Intensificação de Processos | Processos Oxidativos Avançados | Reator Fotocatalítico | Equipamentos para tratamento de efluentes

Resumo

Como parte do esforço para redução de custos e aumento de eficiência dos processos fotocatalíticos para tratamento de águas, este projeto propõe aprofundar o estudo da micro-estruturação do espaço reacional como ferramenta para maximizar a eficiência desses processos, tornando-os mais baratos e atraentes para aplicação comercial. Propõe-se investigar em detalhes os efeitos das principais variáveis de projeto de um reator de leito empacotado (área catalítica, material e tamanho do suporte do catalisador) e das principais variáveis de processo (vazões de alimentação, concentração inicial do poluente e irradiância) com objetivo de elaborar modelos matemáticos úteis para o projeto de equipamentos e processos de tratamento fotocatalítico. Para tanto, são propostas seis metas de trabalho agrupadas em três áreas de investigação: (i) critérios para estruturação eficaz do espaço reacional, que objetiva o estudo dos efeitos das propriedades dos elementos de estruturação (recheios) na captação fotônica e na eficiência fotocatalítica; (ii) variáveis de processo e seus efeitos na operação e eficácia do reator, que envolve a investigação dos efeitos das variáveis de processo sobre a estabilidade da camada fotocatalítica e sobre o perfil de degradação do poluente; e (iii) aplicabilidade e validação, que propõe verificar a validade dos modelos desenvolvidos a outro material fotocatalítico. A investigação empírica fará uso de um reator tubular recheado com microesferas de vidro borossilicato e PFA de diferentes diâmetros como material estruturante do leito fotocatalítico - dióxido de titânio (TiO2) - iluminado por um simulador solar. Os ensaios de degradação fotocatalítica serão realizados utilizando água residual simulada com traços de acetaminofeno. As respostas principais serão as velocidades de reação, e as concentrações de intermediários e do catalisador no meio aquoso. Elas serão utilizadas para verificação dos modelos fenomenológicos desenvolvidos ao longo do trabalho.

Publicações científicas

(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)

RAMOS, BRUNO; SILVA, ARTHUR O. G.; TEIXEIRA, ANTONIO C. S. C.. Immobilization of ZnO nanoparticles onto glass spheres: effects of annealing temperature, zinc oxide concentration, and number of coating rounds on the photocatalytic activity under visible light. Brazilian Journal of Chemical Engineering, SEP 2021. (18/21271-6, 15/21421-0)

RAMOS, BRUNO; COURI, ATIEH PARISI; OOKAWARA, SHINICHI; SILVA COSTA TEIXEIRA, ANTONIO CARLOS. Micro-structured packed bed reactors for solar photocatalysis: impacts of packing size and material on light harnessing. PHOTOCHEMICAL & PHOTOBIOLOGICAL SCIENCES, v. 18, n. 2, p. 577-582, FEB 1 2019. (15/21421-0, 13/50218-2)