Síntese de óxido de zinco nanoestruturado via método poliol, sua caracterização microestrutural e avaliação de sua ação antimicrobiana em membranas cerâmicas

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Biron, Dionisio da Silva
• Orientador(a): Bergmann, Carlos Perez
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Óxido de zinco; Polióis; Membranas cerâmicas; Antimicrobianos
• Palavras-chave em Inglês: Zinc oxide; Polyol method; Ceramic membranes; Antimicrobial
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/212966

Este trabalho investigou a síntese de óxido de zinco (ZnO) nanoestruturado pelo método do poliol, utilizando como precursores o acetato de zinco e o nitrato de zinco. Para tal, foi proposto o uso de diferentes condições de processo, concentração do precursor e temperatura de tratamento térmico pós-síntese. Foram utilizadas concentrações de 50, 125 e 250 mmol L-1 para cada precursor em estudo e a influência de um tratamento térmico a 600 °C foi avaliada. O ZnO nanoestruturado foi caracterizado por difração de raios X (DRX), espectroscopia de absorção molecular no UV-visível (UV-vis), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia de dispersão de energia (EDS), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (ATG) e a área superficial especifica foi determinada pela técnica de BET. Foi possível obter nanopartículas de ZnO com morfologias quase esféricas e tamanhos entre 20 e 182 nm. A partir dos resultados mais promissores de tamanho de partícula e de eficiência antimicrobiana, membranas cerâmicas comerciais de alumina e mulita foram revestidas com o ZnO nanoestruturado sintetizado adotando um método de deposição com o uso do aminosilano APTES como molécula de conexão entre cerâmica e ZnO. A caracterização das membranas cerâmicas contendo ZnO foi realizada por MEV, EDS e espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES). As membranas com e sem ZnO em sua microestrutura foram aplicadas em testes de microfiltração, com o objetivo de avaliar a capacidade antimicrobiana. Como resultados, as amostras sem tratamento térmico de ZnO apresentaram tamanhos de partículas entre 20 e 80 nm e, quando essas foram tratadas termicamente a 600 °C, apresentaram tamanhos de 96 a 182 nm. Nos testes de atividade antimicrobiana contra Staphylococcus aureus, as amostras de ZnO em solução aquosa apresentaram valores de halo de inibição de até 10,6 mm e, concentração mínima inibitória ≤ 244 μg mL-1. Nos testes de microfiltração, quanto aos suportes cerâmicos (ainda sem ZnO), a membrana de alumina apresentou eficiência de 45% na desinfecção da água, enquanto a de mulita apresentou 35%. Após o revestimento com nanopartículas de ZnO, ambas as membranas apresentaram eficiências superiores a 99% na desinfecção da S. aureus. Os resultados obtidos justificam a aplicação de ZnO revestindo membranas cerâmicas, tanto de alumina como de mulita, para a aplicação em microfiltração visando a desinfecção de águas contaminadas com S. aureus.