Desenvolvimento do processo oxidativo avançado híbrido fotocatálise heterogênea/eletro-peroxone para a degradação eficiente do antibiótico sulfamerazina em meio aquoso

• Processo: 24/06648-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Beneficiário: Nicolas Perciani de Moraes
• 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: 22/04058-2 - Degradação fotoeletrocatalítica de poluentes (bisfenol-A, sulfamerazina e 2,4-D) utilizando H2O2 eletrogerado em matrizes carbonosas obtidas de fontes sustentáveis, BP.PD
• Assunto(s): Fotocatálise heterogênea Materiais de construção sustentáveis Ozônio Peróxido de hidrogênio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Eletrodo de Difusão Gasosa | Eletro-peroxone | Fotocatálise Heterogênea | materiais sustentáveis | Ozônio | peróxido de hidrogênio | Técnicas Avançadas de Tratamento de Efluentes

Resumo

O desenvolvimento de processos de remediação altamente eficazes para corpos d'água contaminados com antibióticos pode ser visto como um tópico de relevância mundial. Neste contexto, o estudo e otimização do processo oxidativo híbrido fotocatálise heterogênea/eletro-peroxone é uma estratégia nova e altamente promissora. A combinação desses processos baseia-se em sua sinergia para uma maior produção de radicais hidroxila (OH*), que são oxidantes altamente reativos e não-seletivos capazes de degradar uma ampla gama de poluentes orgânicos em ambientes aquosos. Visando a eletrogeração eficiente e sustentável de H2O2 durante o processo proposto, o desenvolvimento de eletrodos de difusão gasosa (EDGs) baseados em fontes renováveis de carbono (como lignina, tanino e celulose) é um tema pouco explorado e altamente relevante, especialmente no contexto de materiais sustentáveis funcionais. Além disso, a aplicação de fotocatalisadores multicomponentes baseados na criação de heterojunções duplas de esquema S entre semicondutores é reconhecidamente uma tática de ponta para aumentar a eficiência do processo de fotocatálise heterogênea. Finalmente, a geração de ozônio usando eletrolisadores especializados é uma alternativa atraente neste cenário, pois resolve os principais desafios associados aos métodos convencionais, como limitações de transferência de massa e eficiência de corrente. Assim, esta proposta visa o desenvolvimento do processo híbrido fotocatálise heterogênea/eletro-peroxone para a degradação do antibiótico sulfamerazina, empregando EDGs sustentáveis e fotocatalisadores multicomponentes (TiO2/KNbO3/g-C3N4). Vários parâmetros de processamento serão otimizados para alcançar um processo altamente eficaz, como intensidade de corrente para a eletrogeração de H2O2 e O3, tipo de eletrólito, temperatura, tipo de irradiação de luz e dosagem de catalisador. A eficiência do processo proposto para a degradação da sulfamerazina será avaliada usando as técnicas de cromatografia líquida de alta eficiência, teor de carbono orgânico total e espectrometria de massas.