Fotocatalisadores à base de nitreto de carbono grafítico (g-C3N4) com aplicação em fotocatálise heterogênea sob irradiação de luz solar visando a degradação de diclofenaco de sódio

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Batista, José André Ferreira
• Orientador(a): Escobar, Cícero Coelho de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Diclofenaco de sódio; Fotocatálise; Nitreto de carbono grafítico; Sodium diclofenac; Photocatalysis; Graphitic carbon nitride
• Área do conhecimento CNPq: ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/14500

Quatro fotocatalisadores à base de nitreto de carbono grafítico (g C3N4, g-C3N4/Cl, g-C3N4/Nb2O5 e g-C3N4/TiO2) foram sintetizados a partir do precursor melamina através do método de policondensação térmica. Todos os catalisadores apresentaram absorção de luz visível para além de 400 nm, o que indica a sua capacidade de reação à luz visível. Não foram observadas diferenças estatisticamente significativas no desempenho da degradação do diclofenaco entre os fotocatalisadores estudados dentro dos intervalos de tempo investigados (240 min). No entanto, a taxa constante específica normalizada por SBET revelou que o g-C3N4 não modificado exibiu uma taxa 4,9 vezes mais elevada em comparação com a média dos outros três fotocatalisadores combinados. Este resultado sugere que o fotocatalisador g-C3N4 não modificado é adequado para promover a degradação do diclofenaco, sem a necessidade de preparação de heterojunções ou dopagem com cloro. A eficiência da degradação do diclofenaco sob irradiação de luz solar natural utilizando g-C3N4 não modificado mostrou que o tempo de iluminação normalizado (t30w) necessário para uma degradação superior a 67% foi de 68 minutos, atingindo valores acumulados de energia UV e VIS de 13,44 e 1259 KJ.m-2 , respetivamente. Apesar da eficácia reduzida em comparação com os resultados obtidos sob luz solar artificial, a fotocatálise sob luz solar natural ressalta a capacidade do fotocatalisador g-C3N4 para a degradação do diclofenaco. Relativamente à avaliação da fitotoxicidade, foram realizados 14 ensaios utilizando os quatro fotocatalisadores e duas variedades de sementes (pepino e alface). Com algumas excepções (nomeadamente g-C3N4, g-C3N4/Cl e g-C3N4/TiO2, mas apenas para as sementes de pepino), todos os ensaios indicaram que os subprodutos resultantes da fotocatálise do diclofenaco, quer sob luz solar artificial quer natural, não foram fitotóxicos. Este facto foi evidenciado por índices de germinação superiores a 80%, sugerindo a potencial utilização destes subprodutos para o reuso de água.