Uso de polímero molecularmente impresso (MIP) para detecção e desenvolvimento de método de degradação fotoeletrocatalítico para 1H-Benzotriazol

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Costa, Thiago Fonseca da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Contaminantes emergentes; Fotoeletrocatálise; Nanotubos; Polipirrol; TiO₂; Dióxido de titânio; Carbono orgânico total; Benzotriazóis; Tecnologia Ambiental; Produção intelectual; Emmergent pollutants; Nanotubes; Photoelectrocatalysis; Poli-pyrrole
• Link de acesso: http://app.uff.br/riuff/handle/1/27231

Benzotriazóis são substâncias de enorme escala de produção que estão presentes em diferentes aplicações, desde industriais como fluídos refrigerantes ou em aplicações cotidianas como detergentes para lava-louças e estabilizadores UV em plásticos. Esse uso diversificado faz com que essas substâncias acabem atingindo corpos hídricos e solos próximos de suas fontes, através dos efluentes industriais e domésticos, promovendo o descarte e liberação desses produtos. Com isso, por serem substâncias persistentes e solúveis em água acabam não sendo eliminadas pelos métodos de tratamento convencionais, contaminando o meio ambiente. Métodos que podem eliminar essa substância são os processos oxidativos avançados (POAs), dentre eles, a fotoeletrocatálise que se mostra promissora na remoção desse contaminante. Essa eficiência de remoção pode ainda ser intensificada utilizando nanotubos e um polímero molecularmente impresso (MIP) em sua superfície. Deste modo, o presente trabalho teve como objetivo investigar a técnica da fotoeletrocatálise para a degradação do 1H-Benzotriazol (BZT), de modo a comparar a eficiência de superfícies de filmes finos de dióxido de titânio (TiO₂) com superfícies deste material modificadas com nanotubos e com essas estruturas recobertas com MIP. Além disso, para fins analíticos foi realizado o MIP na superfície de um eletrodo de carbono vítreo através de técnicas voltamétricas para que a seletividade e o reconhecimento molecular fossem testados, através de medições diretas do pico de BZT e indiretas utilizando o pico do par redox. Esses testes foram realizados utilizando voltametria de pulso diferencial. Os resultados mostram que a redução de carbono orgânico total (COT) para a fotoeletrocatálise empregando fotoânodos com superfície modificada com nanotubos se mostrou estatisticamente idêntico na degradação do BZT, quando comparado com o fotoânodo de filmes finos de TiO₂, porém, quando aqueles eram revestidos com o MIP a eficiência sofreu uma drástica redução. Acredita-se que variações entre os dois métodos (com e sem nanotubos de TiO₂) deve-se ao aumento da área superficial do fotoânodo. Em contrapartida, a variação entre os nanotubos e os nanotubos revestidos com MIP pode ser fruto da obstrução das nanoestruturas tubulares. Quanto a eliminação do poluente em si, a técnica de fotoeletrocatálise essa mostrou-se eficaz na mineralização do BZT, demonstrando eliminação do contaminante inicial evidenciado a partir da remoção de COT e do decaimento da banda do BZT nos espectros de absorção molecular. Em relação ao MIP, os resultados sobre o reconhecimento molecular apresentam na eletropolimerização um aumento no pico de oxidação do pirrol quando na presença de benzotriazol comparado ao polímero sem a molécula molde, mostrando sucesso na formação do polímero juntamente com a molécula molde. Esse filme também pode ser comprovado através da elipsometria onde o MIP apresentou uma espessura de 47,3 nm sob o carbono vítreo e o NIP uma espessura de apenas 12,6 nm, levando a conclusão da formação de um filme mais espesso quando o polipirrol (PPY) está na presença do BZT. Já o reconhecimento de MIP para o poluente alvo é promissor tanto de forma direta porque em 72 ng L ¯¹ (6,0x10-10 mol L¯¹ ) de BZT há clara formação de um pico de oxidação a 1,25 V. Como na forma indireta onde através do pico de oxidação do par redox pode-se mensurar a concentração de até 23,82 ng L¯¹ (2,0x10¯¹⁰mol L¯¹).