Eletrodos de heterojunção de óxidos aplicados na fotoeletrocatálise de antibióticos em reatores de fluxo

• Processo: 19/04084-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Beneficiário: Lorena Athie Goulart
• Supervisor: Manuel Andres Rodrigo Rodrigo
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universidad de Castilla-La Mancha, Ciudad Real (UCLM), Espanha
• Vinculado à bolsa: 16/08760-2 - Heterojunções de NiO/ZnO e CuO/ZnO aplicadas na degradação fotoeletrocatalítica de trimetoprim e levofloxacina, BP.PD
• Assunto(s): Fotoeletrocatálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Acoplamento de tecnologias | Degradação de fármacos | Eletrodos de óxidos semicondutores | fotoeletrocatálise | reatores em fluxo | Tratamentos de efluentes | Técnicas Avançadas de tratamento de efluentes

Resumo

Os óxidos semicondutores têm sido eficientes na remoção de poluentes persistentes de efluentes quando usados como anodos em sistemas eletroquímicos. A combinação de óxidos tem sido uma estratégia para melhorar a fotoatividade dos ânodos e as taxas de degradação de compostos orgânicos. Além disso, a combinação de procedimentos eletroquímicos e tecnologias que promovem a geração de oxidantes capazes de auxiliar no tratamento desses compostos têm mostrado resultados promissores. Portanto, o objetivo deste trabalho é estudar a degradação de antibióticos utilizando eletrodos de óxidos e misturas de óxidos de níquel, cobre e zinco em um sistema eletroquímico de fluxo acoplado a outros processos oxidantes. Os eletrodos serão produzidos a partir da eletrodeposição dos óxidos em substrato de titânio. A fotoatividade dos eletrodos de óxidos isoladamente e em combinação será avaliada a partir da degradação dos antibióticos Levofloxacina (LFX) e Trimetoprim (TMP). Os parâmetros do processo, como potencial aplicado, fluxo do reator, concentração de fármaco e fonte de irradiação serão estudados. Em seguida, a influência da combinação de processos como irradiação de luz e / ou ultrassom nos experimentos de degradação será estudada. O uso de reatores de fluxo e a combinação de processos oxidantes serão estudados com o objetivo de aumentar a eficiência de degradação dos antibióticos e propor um novo método de tratamento de efluentes. Por fim, o sistema será aplicado a amostras de efluentes reais contendo os antibióticos para verificar a possibilidade de uso em reatores de larga escala. A degradação de poluentes será monitorada por medidas de carbono orgânico total (TOC) e cromatografia (HPLC). Os resultados serão comparados aos obtidos no Brasil. Até à data, as degradações fotocatalíticas de antibióticos foram realizadas em células de bancada e ainda não existe uma configuração de reator adequada para realizar degradações em larga escala utilizando o acoplamento de técnicas de oxidação. Assim, os experimentos realizados no grupo de pesquisa do professor Manuel Andrés Rodrigo Rodrigo, da Universidade de Castilla La Mancha, serão de fundamental importância tanto para o desenvolvimento de novas tecnologias quanto para a consolidação dessa linha de pesquisa no Brasil.

Publicações científicas

(4)

(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)

GOULART, LORENA A.; MORATALLA, ANGELA; LANZA, MARCOS R. V.; SAEZ, CRISTINA; RODRIGO, MANUEL A.. Photoelectrocatalytic treatment of levofloxacin using Ti/MMO/ ZnO electrode. Chemosphere, v. 284, DEC 2021. (19/04084-0, 14/50945-4, 17/10118-0, 16/08760-2)

GOULART, LORENA A.; SANTOS, GESSICA O. S.; EGUILUZ, KATLIN I. B.; SALAZAR-BANDA, GIANCARLO R.; LANZA, V, MARCOS R.; SAEZ, CRISTINA; RODRIGO, MANUEL A.. Towards a higher photostability of ZnO photo-electrocatalysts in the degradation of organics by using MMO substrates. Chemosphere, v. 271, MAY 2021. (16/08760-2, 19/04084-0, 14/50945-4, 17/10118-0)

GOULART, LORENA A.; MORATALLA, ANGELA; LANZA, V, MARCOS R.; SAEZ, CRISTINA; RODRIGO, MANUEL A.. Photocatalytic performance of Ti/MMO/ZnO at degradation of levofloxacin: Effect of pH and chloride anions. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 880, JAN 1 2021. (14/50945-4, 16/08760-2, 17/10118-0, 19/04084-0)

GOULART, LORENA A.; MORATALLA, ANGELA; CANIZARES, PABLO; LANZA, MARCOS R. V.; SAEZ, CRISTINA A.; RODRIGO, MANUEL. High levofloxacin removal in the treatment of synthetic human urine using Ti/MMO/ZnO photo-electrocatalyst. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING, v. 10, n. 3, p. 9-pg., 2022-03-10. (16/08760-2, 17/10118-0, 14/50945-4, 19/04084-0)