Desenvolvimento e estudo de reator fotoeletrocatalítico aplicado para a degradação de compostos farmacêuticos

• Processo: 23/03168-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 10 de maio de 2023
• Data de Término da vigência: 01 de maio de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Lucia Helena Mascaro Sales
• Beneficiário: Roberta Yonara Nascimento Reis
• Supervisor: Manuel Andrés Rodrigo Rodrigo
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universidad de Castilla-La Mancha, Ciudad Real (UCLM), Espanha
• Vinculado à bolsa: 21/11326-0 - Estudo de fotoeletrodos de cobre e óxido de cobre para tratamentos de águas residuais após a pandemia do COVID-19, BP.DR
• Assunto(s): Fotoeletrocatálise Processos oxidativos avançados Óxidos semicondutores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: oxidative processes | Photoelectrocatalysis | photoelectrocatalytic reactors | recalcitrant organic compounds | semiconductor oxides | Photoelectrocatalysis of semiconductors applied to oxidative processes

Resumo

Óxidos semicondutores têm se mostrado eficientes na remoção de compostos orgânicos recalcitrantes de efluentes quando utilizados como ânodos 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 envolve o estudo de um reator fotoeletrocatalítico para degradação eficiente com alta taxa de remoção e mineralização de compostos farmacêuticos utilizando eletrodos de óxido de tungstênio e uma mistura de óxido de tungstênio e nitreto de carbono. Os eletrodos serão produzidos a partir da deposição por banho químico do material em malha de titânio. A fotoatividade dos eletrodos de óxido isoladamente e em combinação será avaliada a partir da degradação de sulfametoxazol e dexametasona. Parâmetros do processo serão estudados, como potencial aplicado, vazão do reator, concentração do fármaco e fonte de irradiação. O uso de reatores de fluxo e a combinação de processos oxidantes serão estudados com o objetivo de aumentar a eficiência da degradação de antibióticos e propor um novo método de tratamento de efluentes. Por fim, o sistema será aplicado em amostras de efluentes correntes contendo as drogas para verificar a possibilidade de utilização em reatores de grande porte. A degradação dos poluentes será monitorada por medições de carbono orgânico total (COT) e cromatografia (HPLC). Os resultados serão comparados aos obtidos no Brasil. Até o momento, degradações fotocatalíticas de fármacos têm sido realizadas em células de bancada com projeto convencional e ainda não existe uma configuração de reator adequada para realizar degradações em larga escala usando 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. (AU)