Degradação fotocatalítica de sulfamerazina sob luz solar e visível utilizando o compósito ZnO/ZnCr2O4/Bi6Cr2O15/xerogel de carbono como catalisador - Oliveira, Matheus Fernandes de (2024)
O presente trabalho visa desenvolver um fotocatalisador de alta eficiência na degradação de sulfamerazina, um antibiótico presente em corpos dágua e de difícil remoção pelos sistemas tradicionais de tratamento de águas e efluentes. Muito utilizados na medicina e pecuária, antibióticos podem representar prejuízos à saúde humana, uma vez que, dos corpos dágua, podem retornar ao ser humano através dos sistemas de distribuição de água para consumo. Sendo a fotocatálise um método eficiente na eliminação de poluentes orgânicos persistentes (POP), classe à qual pertencem os antibióticos, foram preparados fotocatalisadores compostos por xerogel de carbono (XC), óxido de zinco e cromato de bismuto (Bi6Cr2O15) para aplicação na degradação de sulfamerazina. O xerogel de carbono, que serviu de suporte para os semicondutores e como facilitador para o transporte de cargas, foi desenvolvido a partir de tanino de acácia negra. Sua alta porosidade eleva a possibilidade de sítios ativos, e sua condutividade contribui para o transporte de elétrons. O ZnO é um fotocatalisador eficiente, porém possui baixa absorção de luz visível, o que pretendeuse melhorar com a adição de cromato de bismuto. Após tratamento térmico das amostras a 600ºC, devido à ação redutora do XC, parte do bismuto presente no cromato de bismuto foi reduzido gerando partículas plasmônicas de Bi0, aumentando a densidade eletrônica do composto, facilitando a transferência de elétrons e favorecendo as reações de oxirredução na superfície do catalisador. Adicionalmente, a porção relativa ao cromato provavelmente foi convertida a Cr2O3, que interagiu com o zinco presente no ZnO para criar a fase ZnCr2O4 através de uma reação no estado sólido. A heterojunção de esquema S formada entre ZnO, ZnCr2O4 e Bi6Cr2O15 facilitou o transporte eficiente de cargas, resultando em maior geração de fotocorrente, sugerindo que a recombinação de cargas foi efetivamente diminuída. O fotocatalisador XC/ZnO-ZnCr2O4-Bi6Cr2O15, denominado XC/ZnO-BiCr, que exibe melhor capacidade fotocatalítica é o preparado a partir da heterojunção ZnO-Bi6Cr2O15 (Bi6Cr2O15 a 1%). Foi possível obter remoções de até 87% da sulfamerazina utilizando luz solar simulada, e 64% com luz visível, indicando que o material desenvolvido tem potencial para ser utilizado no tratamento de águas e efluentes.