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Desenvolvimento de membranas fotoeletrocatalíticas baseadas em TiO2 e Al2O3 modificadas e aplicadas no tratamento de contaminantes orgânicos e microrganismos em meio aquoso.

Processo: 17/13123-4
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2017
Vigência (Término): 19 de julho de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
Pesquisador responsável:Maria Valnice Boldrin
Beneficiário:Alysson Stefan Martins
Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):18/25563-1 - Membranas foto-eletrocatalíticas constituídas de espuma para degradação de descarga líquida zero de poluentes orgânicos, BE.EP.PD
Assunto(s):Semicondutores   Desinfecção
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Contaminantes aquosos | Degradação fotoeletrocatalítica | desinfecção | Membrana filtrante | Processo oxidativo avançado | semicondutores | Técnicas Acopladas para Tratamento de Efluentes

Resumo

Tecnologias efetivas para o tratamento de águas e efluentes representam um dos maiores desafios da sociedade moderna. Para tal propósito, a combinação das técnicas convencionais de tratamentos (membranas de filtração) com processos oxidativos avançados tais como a fotoeletrocatálise (FEC) podem ser abordadas como uma alternativa promissora. A presente proposta tem como objetivo construir, caracterizar e aplicar membranas de separação com características fotoeletrocatalíticas com vistas a desenvolver sistemas inovativos de separação simultaneamente à degradação/desinfecção de poluentes orgânicos e microrganismos em água. Três modelos de membranas serão testados: i) membranas de Al2O3 modificadas com nanotubos de carbono (MWNC) e WO3 como semicodutor sintetizadas via extrusão; ii) membranas nanotubulares de Al2O3 revestidas com CuO; iii) membranas nanotubulares de TiO2 autodopadas com Ti+3 via redução eletroquímica. A avaliação estrutural, de estabilidade e fotoatividade será realizada empregando técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada a análise de energia dispersiva de raios-X (EDS), difração de raios-X (DRX), espectroscopia de reflectância difusa e medidas eletroquímicas sob irradiação UV/Vis, visível e simulador solar. A aplicabilidade das membranas será avaliada para três diferentes modelos de poluentes: (a) o corante reativo vermelho 120 e (b) o ácido tânico como representantes de contaminantes orgânicos e (c) o fungo Cândida parapsilosis como modelo para microrganismos. Na etapa final pretende-se aplicar as membranas de melhor performance em amostras reais provenientes de centros de hemodiálise inoculadas com microrganismos e outros contaminantes. A eficiência de degradação e inativação dos poluentes será avaliada via cromatografia líquida de alta eficiência, remoção de carbono orgânico total, espectroscopia UV-Vis e medidas de contagem microbiana. Diante desses aspectos, espera-se que a sinergia entre as duas técnicas elimine a principal limitação dos sistemas de filtragem que é a incrustação dos poros e ainda possibilite a remoção física dos contaminantes bem como a oxidação dos compostos orgânicos e inativação dos microrganismos.

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Publicações científicas (8)
(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)
MARQUES CORDEIRO-JUNIOR, PAULO JORGE; MARTINS, ALYSSON STEFAN; SANTANA PEREIRA, GEORGE BUENO; ROCHA, FILLIPE VIEIRA; RODRIGO RODRIGO, MANUEL ANDRES; DE VASCONCELOS LANZA, MARCOS ROBERTO. Bisphenol-S removal via photoelectro-fenton/H2O2 process using Co-porphyrin/Printex L6 gas diffusion electrode. Separation and Purification Technology, v. 285, p. 13-pg., . (20/13088-7, 19/11242-1, 17/10118-0, 16/04201-9, 14/50945-4, 16/01937-4, 17/13123-4, 16/19612-4)
ROMEIRO, FERNANDA DA COSTA; MARTINS, ALYSSON STEFAN; COSTA E SILVA, BEATRIZ; BOLDRIN ZANONI, MARIA VALNICE; ORLANDI, MARCELO ORNAGHI. Photoelectrochemical hydrogen generation at hybrid rGO-Sn3O4/SnO2 nanocomposite. Journal of Applied Electrochemistry, v. 52, n. 10, p. 12-pg., . (17/13123-4, 19/18856-5, 17/26219-0, 14/50945-4)
ROMEIRO, F. C.; SILVA, B. C.; MARTINS, A. S.; ZANONI, M. V. B.; ORLANDI, M. O.. Superior performance of rGO-tin oxide nanocomposite for selective reduction of CO2 to methanol. JOURNAL OF CO2 UTILIZATION, v. 46, . (14/50945-4, 19/18856-5, 17/26219-0, 17/13123-4)
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, . (14/03679-7, 13/08543-3, 17/13123-4, 17/10118-0)
MARTINS, ALYSSON STEFAN; GUARALDO, THAIS TASSO; WENK, JANNIS; MATTIA, DAVIDE; BOLDRIN ZANONI, MARIA VALNICE. Nanoporous WO3 grown on a 3D tungsten mesh by electrochemical anodization for enhanced photoelectrocatalytic degradation of tetracycline in a continuous flow reactor. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 920, p. 12-pg., . (18/25563-1, 17/13123-4, 14/50945-4)
CORDEIRO, PAULO JORGE MARQUES; MARTINS, ALYSSON STEFAN; PEREIRA, GEORGE BUENO SANTANA; ROCHA, FILLIPE VIEIRA; RODRIGO, MANUEL ANDRES RODRIGO; LANZA, MARCOS ROBERTO DE VASCONCELOS. High-performance gas-diffusion electrodes for H2O2 electrosynthesis. Electrochimica Acta, v. 430, p. 11-pg., . (14/50945-4, 19/11242-1, 16/04201-9, 17/10118-0, 20/13088-7, 17/13123-4, 16/19612-4, 16/01937-4)
MARTINS, ALYSSON STEFAN; LACHGAR, ABDOU; BOLDRIN ZANONI, MARIA VALNICE. Sandwich Nylon/stainless-steel/WO3 membrane for the photoelectrocatalytic removal of Reactive Red 120 dye applied in a flow reactor. Separation and Purification Technology, v. 237, . (17/13123-4, 14/50945-4)
SAYAO, FABIANA AVOLIO; MARTINS, ALYSSON STEFAN; DA SILVA, JOSIEL JOSE; BOLDRIN ZANONI, MARIA VALNICE. Evaluation of Ni-0, NiO, and NiS as a Cocatalyst Modifier on TiO2 Nanotubes Matrix for the Enhancement of Photoelectrocatalytic Oxidation of Penicillin G. Journal of the Electrochemical Society, v. 168, n. 7, . (14/50945-4, 17/13123-4)

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