Membranas de filtração modificadas com semicondutores para construir sistemas híbridos filtração/fotocatálise heterogênea.

• Processo: 24/04167-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de junho de 2024
• Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Acordo de Cooperação: CNPq - INCTs
• Pesquisador responsável: Maria Valnice Boldrin
• Beneficiário: Hernan Dario Rojas Mantilla
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 14/50945-4 - INCT 2014: Instituto Nacional de Tecnologias Alternativas para Detecção, Avaliação Toxicológica e Remoção de Micropoluentes e Radioativos, AP.TEM
• Assunto(s): Filtração Fotocatálise LED Membranas Semicondutores Fotocatálise heterogênea
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Filtração | fotocatalise | Led | membranas | Reatores em fluxo continuo | semicondutores | Fotocatálise heterogênea

Resumo

Este projeto visa aprimorar os sistemas de filtração para o tratamento de águas contaminadas tentando reduzir tempo e custo de operação, além de facilitar a limpeza das membranas para melhorar a eficiência do processo. A proposta envolve a avaliação e combinação de sistemas como a filtração/fotocatálise e fotoeletrocatálise, utilizando membranas modificadas com semicondutores fotoativados para aplicação na degradação de contaminantes emergentes.A modificação de membranas de filtração a partir da deposição de semicondutores permitirá reduzir problemas como a incrustação da membrana, além de promover a eficiência fotocatalítica e melhorar a recombinação de pares (e-/h+) favorecendo assim a degradação de poluentes. Pretende-se avaliar o desempenho dessas membranas utilizando um reator em fluxo continuo acoplado com sistemas de irradiação LED UV ou LED Vis, na remoção de hidrocarbonetos e fármacos em águas contaminadas. Para ampliar a eficiência do sistema pretende-se otimizar alguns parâmetros operacionais do reator como: vazão, intensidade de irradiação das fontes, estabilidade das membranas, volume, pH da solução, concentração dos contaminantes, tempo de residência no sistema.Portanto o objetivo é avaliar o desempenho de membranas orgânicas e inorgânicas modificadas por semicondutores em sistemas de filtração/fotocatálise, buscando melhorar a remoção de poluentes (fármacos, antidepressivos e Benzeno, Tolueno e Xileno (BTX) em diferentes tipos de águas contaminadas. Para isso, serão desenvolvidas membranas modificadas com semicondutores como TiO2, WO3, WO3-BiVO4 e TiO2-BiVO4 pelos métodos de eletrodeposição química e deposição mecânica.A estabilidade, tipo de fases predominantes e fotoatividade das membranas modificadas serão avaliadas por técnicas de caracterização como Difração de raios X (DRX), Espectroscopia de refletância difusa (ERD), Microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (SEM-FEG) acoplado com (EDS), Área superficial especifica (BET) e potencial zeta (PZ). A degradação dos contaminantes será acompanhada por cromatografia líquida acoplado a detector de arranjo de diodos (DAD), LC-MS/MS e CG quando pertinente. A remoção de carbono orgânico total será monitorada por medidas de carbono orgânico total (TOC). A capacidade de filtração será avaliada a partir das mudanças observadas no fluxo do sistema e na estabilidade da membrana. A atividade catalítica será avaliada a partir do decaimento da concentração de Venlafaxina (VEN) através de experimentos de controle (fotólise e adsorção), experimentos de fotodegradação e reuso de membranas. O sistema otimizado será aplicado em efluentes reais provenientes de aguas produzidas o de efluentes contaminadas por antidepressivos ou fármacos.Espera-se que o sistema desenvolvido permita aprimorar o tratamento de águas contaminadas a partir da geração de um sistema de maior eficiência, versatilidade e de baixo custo, visando uma efetiva e correta degradação de poluentes.