Fotocatálise heterogênea como etapa de polimento para o tratamento de efluentes domésticos

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Chies, Alessandro Canal
• Orientador(a): Pizzolato, Tania Mara
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Processos oxidativos avançados; Fotocatalítico heterogêneo; Fotólise; Contaminantes emergentes; Cinética
• Palavras-chave em Inglês: Advanced oxidation processes; Heterogeneous photocatalysis; Photolysis; Emerging contaminants; Langmuir–Hinshelwood kinetics
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/302205

Neste trabalho foram utilizados catalisadores obtidos a partir de resíduos industriais agrícolas para a degradação por fotocatálise de contaminantes emergentes presentes em efluente tratado de uma Estação de Tratamento de Efluentes (ETE). Para fins comparativos, os estudos de fotólise foram realizados simultaneamente. Doze catalisadores foram avaliados: ITQ-2 com diferentes teores de Ce, CSX-Nb e óxidos metálicos nanoestruturados suportados em sílica. Estes catalisadores foram sintetizados e caracterizados pelo Laboratório de Reatividade e Catalise (LRC) do IQ/UFRGS e pelo Grupo de Nanotecnologia da Universidade Franciscana (UFN). Amostras de efluente foram coletadas em diferentes períodos: dezembro/2022; agosto/2023; abril e dezembro/2024 e abril/2025. A metodologia analítica utilizada, quantifica 30 agrotóxicos e 34 fármacos. Na coleta de dez/22 foram analisados influente e efluente, onde foram quantificados 16 agrotóxicos e 20 fármacos. Nas demais coletas, foram analisados apenas o efluente e o número de compostos manteve-se com pequena variação. A fotólise dos efluentes, foi realizada em condições estabelecidas em trabalhos anteriores. Os agrotóxicos mais suscetíveis a degradação por fotólise foram tiametoxam, imidaclopride, diuron e carbendazim. Dentro os fármacos, o cetoprofeno, clindamicina, hidroclorotiazida, lidocaína, penicilina G, sufadiazina e sulfametoxazol. Para a fotocatálise, inicialmente foram realizados testes com todos os catalisadores até 60 minutos. Os catalisadores ITQ-2 5% Ce, ITQ-2-10% Ce e CSX-15% Nb apresentaram os melhores resultados. Para alguns compostos, a presença do catalisador melhorou o processo de degradação, como foi o caso de: benomil, carbendazim, ciproconazol, diuron, tebuconazol e triciclazol, bem como cetoprofeno, diclofenaco, hidroclorotiazina, metoprolol e sulfametoxazol. Com os dois catalisadores mencionados, foram realizados estudos em intervalos de tempo menores para determinação da cinética. A avaliação da cinética de degradação foi realizada pelo modelo de pseudo-primeira ordem de Langmuir-Hinshelwood. Alguns compostos apresentaram meia-vida menor que 5 min, enquanto os demais demandaram mais tempo de reação para a degradação. Os dados evidenciam o potencial da fotocatálise heterogênea para degradação de mistura complexa de microcontaminantes em efluentes, apesar da amostra complexa.