Desenvolvimento de Fotocatalisadores Solares para Remediação de Poluentes

Descrição

O estado do Rio de Janeiro apresenta uma das maiores densidades demográficas do Brasil, aliado a um elevado potencial socioeconômico. Nesse contexto, o desenvolvimento de métodos alternativos para o tratamento de recursos hídricos e efluentes configura-se como uma estratégia essencial para a promoção do desenvolvimento sustentável no Estado. Com a implementação do novo Marco Regulatório do Saneamento, espera-se ainda uma ampliação dos investimentos públicos e privados destinados ao setor. Entre as tecnologias limpas e promissoras para o tratamento de águas, destacam-se os Processos Oxidativos Avançados (POAs), que utilizam espécies altamente reativas para promover a degradação eficiente de poluentes. Este projeto propõe o desenvolvimento de fotocatalisadores compósitos ativados por luz visível, voltados à degradação de poluentes emergentes com elevado potencial toxicológico, como corantes pesticidas. Os compósitos serão formados por redes metal-orgânicas (MOFs), materiais inovadores e ainda pouco explorados na área de fotocatálise, associado ao nitreto de carbono grafítico (g-C₃N₄), um material altamente promissor por suas propriedades fotocatalíticas e por não conter metais em sua composição, o que o torna praticamente atóxico. O desenvolvimento de novos materiais fotocatalisadores mais eficientes e de baixo custo é fundamental para o tratamento de poluentes emergentes, altamente nocivos ao meio ambiente e à saúde pública, especialmente em corpos hídricos. A relevância do tema se estende diretamente ao futuro da humanidade, considerando os impactos ambientais e sociais envolvidos. A proposta prevê ainda a consolidação de uma linha de pesquisa em desenvolvimento recente no Instituto de Química da UFRRJ, por meio da colaboração com grupos de excelência nacional em fotocatálise e remediação ambiental, com os quais o proponente já possui parcerias consolidadas. Essa articulação permitirá o avanço no desenvolvimento de uma nova geração de materiais fotocatalíticos. O projeto também promoverá a formação de recursos humanos qualificados, com a participação ativa de alunos de graduação e pós-graduação, fortalecendo a formação acadêmica e científica da instituição. A expectativa é gerar publicações de alto impacto internacional em uma área estratégica e ainda em expansão. Por fim, o fortalecimento de pesquisas voltadas à mitigação da poluição ambiental contribui diretamente para a melhoria da saúde da população e a redução dos custos com saúde pública. Investir em soluções sustentáveis e inovadoras para a descontaminação ambiental é, portanto, uma prioridade acadêmica, tecnológica e estratégica para o país. Este projeto será desenvolvido no grupo de pesquisa QuiARA (Grupo de Química Analítica e Remediação Ambiental) sob a supervisão do Professor Idio Alves de Sousa Fiho. Este projeto se enquadra em 4 objetivos de desenvolvimento sustentável da ONU: 6 – água potável e saneamento; 7–energia limpa e acessível; 13 – ação contra mudança global do clima e 14 – vida na água. O desenvolvimento destes novos materiais no IQ-UFRRJ representa uma nova e promissora frente para a remediação ambiental, contribuindo para a consolidação deste núcleo de excelência nacional. 1.1 Aderência do projeto às Áreas temáticas do MCTIC. É importante destacar que o presente projeto de pesquisa se enquadra na Estratégia Nacional de Ciência e Tecnologia e Inovação (2016/2022) nos temas estratégicos: Água, Energia e Clima. 1.2 Local de execução; experiência do proponente e viabilidade O projeto de pesquisa proposto será executado no QuiARA Laboratório localizado no IQ – UFRRJ, além disso, o proponente possui diversas parcerias com docentes da UFRRJ do IQ e de outros Institutos, além da própria Central Analítica do IQ. A interação com pesquisadores de alto nível científico e conceituado no tema de pesquisa desse projeto, também contribuirá para esse avanço científico/intelectual do proponente do Instituto de Química e do Departamento de Química Analítica. Além das parcerias já estabelecidas, será de fundamental importância a colaborações com pesquisadores do Instituto de Química e outros centros da UFRRJ. Tal objetivo pode ser alcançado, uma vez que o projeto de pesquisa proposto envolve diferentes áreas de estudo do Campus. A inserção da área Processos Oxidativos Avançados (via fotodegradação de poluente orgânicos) também apresentará um aspecto positivo, tendo em vista a importância sempre presente desse tema, uma vez que os mesmos exibem possibilidades de atuação e interação com diversas linhas de pesquisa e áreas. Adicionalmente, pretende-se também realizar um planejamento de pesquisa amplo que englobe uma formação nos níveis de graduação, mestrado e doutorado, respeitando seus níveis de complexidade e maturidade científica. É importante destacar que a maior parte do projeto será desenvolvida com a infraestrutura que a UFRRJ possui.