Estudo da degradação fotocatalítica do fármaco Captopril pelo compósito de nanopartículas de TiO2 - perlita expandida

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Silva, Isabel do Nascimento
• Orientador(a): Fernandes, Nedja Suely
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Captopril; Perlita expandida; TiO2; Degradação fotocatalítica; Tratamento de resíduos
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/32473

A preocupação com o descarte inadequado de substâncias químicas no meio ambiente vem aumentando nos últimos anos. O crescimento populacional ocasionou um aumento no consumo de água nos setores industriais, doméstico e agrícola, o que vem prejudicando a qualidade da água. Os fármacos ganham destaque por se tratarem de substâncias biologicamente ativas de difícil degradação por processos convencionais de tratamento. Os Processos Oxidativos Avançados (POAs) podem ser utilizados no tratamento desses poluentes, por se tratar de uma técnica eficaz na mineralização do contaminante e, nesse caso a fotocatálise heterogênea pode ser utilizada, a qual faz uso de semicondutores como fotocatalisadores. O semicondutor mais utilizado nesse processo é o TiO2, apresentando boa eficiência de degradação. No entanto, o TiO2 pode ser facilmente dispersado dificultando o processo de separação do meio aquoso, precisando ser suportado em algum material. Nessa vertente, fez-se uso da perlita expandida (PE), um aluminossilicato de origem vulcânica, como material suporte. O estudo de degradação fotocatalítica foi realizado com o captopril (CAP), fármaco da classe dos anti-hipertensivos. A síntese dos compósitos de TiO2 – perlita expandida foi baseada na metodologia descrita na literatura. Os resultados mostram que as técnicas de caracterização utilizadas nesse estudo, FTIR, DRX, FRX, MEV, EDS e análise de tamanho de partículas, comprovaram que nos compósitos sintetizados houve a incorporação do TiO2 na matriz PE. O tempo de equilíbrio de adsorção para os compósitos na solução do fármaco CAP foi de 30 minutos. Os testes de fotólise e fotocatálise indicaram que o principal efeito entre os dois métodos de degradação é em relação ao tempo de análise. Os percentuais de degradação com melhor resultado foram em 10 mg L-1 para a fotólise com 43,1% e para a fotocatálise com 42,8%. O compósito com maior teor de TiO2 foi mais efetivo na degradação. O estudo cinético mostrou que a cinética é regida pelo modelo de Langmuir-Heinshelwood e a cinética do sistema foi obtida como sendo de primeira ordem. Os testes de toxicidade mostraram que o CAP apresentou influência negativa na germinação e crescimento das sementes Lactuca sativa e os efluentes tratados mostraram desempenho semelhante ao controle positivo. O aumento da intensidade de radiação favorece o processo de degradação, apresentando melhor resultado para o compósito T-PE-50% na concentração de 10 mg L-1 . A análise de TOC evidenciou que o teste com a concentração de 10 mg L-1 de CAP e com o compósito T-EP-50% com potência de radiação de 18 W teve um melhor percentual de mineralização de efluente, 39,8%. O estudo de custo energético mostrou que o processo mais econômico foi para fotocatálise na concentração de CAP de 10 mg L-1 na potência de radiação de 18 W e para o processo de fotólise na concentração de CAP de 10 mg L-1 na potência de radiação de 18 W, nos valores de R$ 0,0570 e 0,0962 respectivamente.