Filmes compósitos de polihidroxibutirato-cohidroxivalerato aplicados à fotocatálise heterogênea - Schwendler, Luana Andreia (2021)
A Fotocatálise Heterogênea é uma das alternativas para o tratamento de águas contaminadas com espécies químicas recalcitrantes e esse processo, usando o fotocatalisador em suspensão, tem sido muito estudado. No entanto, a recuperação das partículas de catalisador após o seu uso o onera demasiadamente, constituindo um obstáculo para que seja empregado em larga escala. A imobilização do fotocatalisador é uma possível solução para esse problema e os suportes poliméricos são interessantes devido à versatilidade desses materiais. O presente trabalho tem por objetivo sintetizar filmes compósitos ambientalmente amigáveis, usando uma matriz polimérica e semicondutores, para serem aplicados no tratamento de águas contaminadas por meio da fotocatálise heterogênea. Para isto, um polímero proveniente de fonte renovável e biodegradável foi escolhido, o polihidroxibutirato-co-hidroxivalerato (PHBV). Como a grande maioria dos trabalhos previamente publicados emprega clorofórmio para a solubilização do PHBV, investigou-se um solvente mais amigável ambientalmente. Para isso, calcularam-se os parâmetros de solubilidade do PHBV e construiu-se o mapa de solubilidade do polímero, incluindo cinco solventes distintos. Exceto pelo clorofórmio, dentre as substâncias avaliadas experimentalmente (acetato de etila, acetona, ácido acético, butanol), somente o ácido acético glacial foi capaz de solubilizar completamente o PHBV permitindo, simultaneamente, a formação de um filme para posterior aplicação. Na sequência, filmes compósitos de PHBV foram produzidos pela técnica de separação de fases induzida pelo uso de não-solvente (NIPS) utilizando água como não-solvente. Por fim, estudou-se a imobilização dos fotocatalisadores dióxido de titânio (TiO2), óxido de zinco (ZnO) e bismutato de sódio (NaBiO3) em filmes de PHBV. O emprego de compósitos de PHBV/TiO2 resultou na degradação, em 90 minutos sob radiação solar e em solução aquosa, de aproximadamente 72% do azul de metileno (concentração inicial de 12 mg L-1) e 18% de fenol (concentração inicial de 50 mg L-1). Além disso, verificouse que a imersão dos compósitos de PHBV/TiO2 em solução de NaOH aumenta a sua hidrofilicidade e os torna negativamente carregados. Quando mantidos sob radiação visível durante 90 minutos, compósitos de PHBV/NaBiO3, preparados por deposição do semicondutor, degradaram cerca de 80% do azul de metileno (12 mg L-1) e 42% do fenol (50 mg L-1). Os resultados demonstram a potencial aplicabilidade dos compósitos para o tratamento de águas por meio da fotocatálise heterogênea.