Pesquisadores brasileiros desenvolvem material que destrói poluente emergente

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O material à base de óxido de zinco (ZnO) é capaz de degradar a molécula de sertralina, que tem sido identificada em águas superficiais de todo o mundo, sendo considerado um poluente emergente.

Um estudo divulgado no Chemical Engineering Journal descreve uma estratégia para produzir um material à base de óxido de zinco (ZnO) capaz de degradar a molécula de sertralina, um resíduo considerado como poluente emergente.

A substância é um fármaco antidepressivo que, assim como outras drogas do tipo, tem sido identificada em águas superficiais de todo o mundo.

Esse tipo de substância possui certas propriedades físico-químicas que dificultam sua remoção pelos métodos convencionais de tratamento da água.

Estrutura 3D

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Foto: Reprodução/Pexels

A pesquisa recebeu apoio da FAPESP e envolveu pesquisadores do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF). O CDMF é um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

Além disso, a pesquisa também tem o apoio da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) e das universidades Federal de Alfenas (Unifal) e Federal da Paraíba (UFPB).

O grupo de pesquisadores descreveu uma estratégia para produzir estruturas hierárquicas de óxido de zinco (ZnO) 3D capazes de promover a degradação fotocatalítica da sertralina com alta performance.

Aplicando o método hidrotérmico assistido por micro-ondas e o planejamento de experimentos, condições sintéticas otimizadas foram selecionadas para produzir fotocatalisadores de ZnO com estrutura 3D em apenas dez minutos.

Para correlacionar as propriedades físico-químicas e fotocatalíticas dos materiais com as condições sintéticas investigadas, foi utilizada a análise de componentes principais (PCA), ainda pouco explorada em síntese de materiais.

Resultados promissores

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Foto: Reprodução/Pexels

Os resultados indicaram que usar ferramentas químicas especiais é muito importante para estudar sistemas artificiais que produzem muitos dados de experimentos.

Assim, identificadas as amostras com maior potencial para remediação ambiental, a atividade fotocatalítica do ZnO 3D mostrou alta performance para degradar um corante orgânico e o poluente emergente sertralina em águas naturais.

Os resultados confirmaram que o ZnO 3D produzido é capaz de absorver a energia luminosa (luz ultravioleta dos tipos A e C) para promover eficientemente a foto-oxidação da água, produzindo espécies oxidantes responsáveis pela degradação dos contaminantes orgânicos.

Os testes mostraram que mesmo após ser usado cinco vezes, o material mantém sua capacidade de funcionar bem na presença de luz e não causa danos aos organismos vegetais testados.

Isso acontece porque sua estrutura e outras características importantes continuam as mesmas, o que prova que o material usado para acelerar reações com luz é estável.

Testes em sistemas de tratamento de água

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Foto: Reprodução/Pexels

De acordo com os autores da pesquisa, os resultados são tão bons quanto os de outros materiais mencionados em livros e artigos.

Agora, isso abre a possibilidade de testar como esse acelerador de reações com luz se sai na limpeza de água suja de verdade.

Na avaliação de Ailton Moreira, pesquisador do CDMF e autor correspondente do artigo, um dos destaques do trabalho foi a escolha do contaminante emergente sertralina para os estudos de aplicação.

Moreira aponta que o descarte inadequado de produtos farmacêuticos vem causando muitos problemas de contaminação ambiental e, no caso da sertralina, foram identificados poucos estudos com a proposta de tratamento por meio da fotocatálise heterogênea. O pesquisador destaca ainda que o tema é muito atual em razão dos riscos à saúde e ao meio ambiente trazidos pelos poluentes.

Em razão dos resultados, a perspectiva para o futuro próximo é testar o ZnO 3D para a degradação de outros poluentes emergentes isolados ou misturas que utilizem matrizes ainda mais complexas, como os efluentes de uma estação de tratamento de esgoto (ETE) doméstico ou hospitalar.

A equipe e outros pesquisadores planejam ampliar os estudos em uma ETE no município de Gavião Peixoto (SP).

O artigo Hierarchical structure of 3D ZnO experimentally designed to achieve high performance in the sertraline photocatalysis in natural waters pode ser lido na íntegra neste link .

Fonte: Agência Fapesp

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