Obtenção de fotocatalisadores à base de Ti e Ce(IV) suportados em sílicas mesoporosas SBA-15 e KIT-6 para degradação de poluentes orgânicos em meio aquoso

Descrição

Alguns poluentes orgânicos presentes em águas residuais apresentam elevada resistência aos tratamentos convencionais de efluentes, especialmente em razão de sua estabilidade química, baixa biodegradabilidade e potencial toxicidade mesmo em baixas concentrações. Entre esses contaminantes, destacam-se os corantes têxteis e os fármacos, frequentemente detectados em sistemas aquáticos e associados a impactos ambientais relevantes. Dessa maneira, torna-se necessário o desenvolvimento de novos métodos e materiais capazes de promover a degradação ou mineralização dessas espécies antes de sua liberação no meio ambiente. Nesse contexto, os processos fotocatalíticos heterogêneos têm se mostrado alternativas promissoras para a degradação de contaminantes orgânicos em meio aquoso, principalmente por envolverem a geração de espécies reativas de oxigênio a partir da ativação de semicondutores sob irradiação. Entre os materiais mais estudados para essa finalidade, destacam-se os óxidos de titânio, em especial o TiO₂, devido à sua estabilidade química, baixa toxicidade e reconhecida atividade fotocatalítica. Entretanto, limitações relacionadas à recombinação de pares elétron/buraco e à faixa de absorção da radiação podem reduzir sua eficiência. A associação com espécies de cério, particularmente Ce(IV), surge como estratégia interessante para modular propriedades redox, favorecer a separação de cargas e alterar a resposta óptica dos materiais. Dessa forma, o presente projeto propõe a síntese, caracterização e avaliação fotocatalítica de materiais à base de Ti e Ce(IV), em diferentes proporções, suportados em sílicas mesoporosas dos tipos SBA-15 e KIT-6. A utilização desses suportes é justificada por suas elevadas áreas superficiais, organização mesoporosa e potencial para favorecer a dispersão das fases ativas, ampliando a acessibilidade dos poluentes aos sítios fotocatalíticos. Os materiais obtidos serão caracterizados por difração de raios X, espectroscopia Raman, espectroscopia na região do infravermelho, fisissorção de N₂, microscopia eletrônica de varredura e transmissão, espectroscopia de reflectância difusa no UV-Vis, potencial zeta e técnicas complementares. Os ensaios fotocatalíticos serão realizados empregando poluentes-modelo, como corantes têxteis e fármacos, sendo a degradação acompanhada por espectroscopia UV-Vis e carbono orgânico total. Espera-se correlacionar composição, estrutura, textura, propriedades ópticas e desempenho fotocatalítico, contribuindo para o desenvolvimento de materiais mesoporosos aplicados à remediação ambiental.