Desenvolvimento de fotoeletrodos baseados em heterojunções de óxidos semicondutores para fotoeletrooxidação de microplásticos: nanocompósitos baseados em TiO2, WO3, Ag3PO4 e KNbO3

• Processo: 25/01477-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Maria Valnice Boldrin
• Beneficiário: Rodrigo de Mello
• Supervisor: Annalisa Vacca
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Università di Cagliari, Itália
• Vinculado à bolsa: 22/14679-4 - Síntese, caracterização e aplicação de heterojunções de óxidos semicondutores Ag3PO4/KNbO3 na oxidação de microplásticos por métodos fotocatalíticos, fotoeletrocatalíticos e membranas modificadas, BP.PD
• Assunto(s): Fotoeletrocatálise Semicondutores Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Heterojunctions | microplastic degradation | Photoelectrocatalysis | Semiconductor materials | Water Treatment Technologies | Eletroquímica

Resumo

O crescente uso de plásticos na sociedade moderna tem gerado preocupações ambientais significativas, especialmente relacionadas ao descarte inadequado e à consequente contaminação dos ecossistemas aquáticos. Microplásticos, originados da fragmentação de itens plásticos maiores, representam um desafio único devido ao seu pequeno tamanho e persistência nos corpos d'água. Este projeto busca desenvolver abordagens inovadoras para o tratamento de água contaminada por microplásticos, com foco específico no polipropileno (PP) e no polietileno (PE), que são amplamente utilizados em aplicações industriais. Esta pesquisa empregará tanto técnicas fotocatalíticas quanto fotoeletrocatalíticas para aprimorar a degradação desses poluentes. Para enfrentar os desafios encontrados em experimentos anteriores, o projeto se concentrará em otimizar a eficiência fotoeletrocatalítica por meio da incorporação de KNbO3 em substratos de nanotubos de TiO2, formando uma nova heterojunção. Após a identificação das condições ideais, serão exploradas heterojunções adicionais com Ag3PO4 e nanotubos de TiO2, juntamente com a substituição do substrato de titânio por WO3 para melhorias adicionais no desempenho. A Professora Annalisa Vacca, renomada por sua expertise em óxidos metálicos semicondutores e na degradação de microplásticos via fotoeletrocatálise, contribuirá com seu conhecimento especializado para esta iniciativa. O sucesso do projeto será medido por meio de análises abrangentes, incluindo microscopia eletrônica de varredura (SEM), cromatografia gasosa com pirólise, FTIR e avaliações de remoção de carbono orgânico total. Essas avaliações se concentrarão na redução do tamanho das partículas, produção e degradação de monômeros, alterações na estrutura química dos polímeros e na mineralização da matéria orgânica.