Estudo da mineralização de cafeína pelos processos Fenton e foto-Fenton e influência da adição de TiO2

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Almeida, Daniel Souza de
• Orientador(a): Feris, Liliana Amaral
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Contaminantes emergentes; Cafeína : Degradação; Processos fenton; Fotocatálise; Dióxido de titânio
• Palavras-chave em Inglês: Fenton; Mineralization; Emerging pollutants; Heterogeneous photocatalysis
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/291700

Poluentes emergentes têm chamado a atenção da comunidade científica, em função de seu potencial de acumulação em corpos hídricos que abastecem a população com água para consumo. Diante disso, faz-se necessário desenvolver métodos para otimização do tratamento aplicado à água e efluentes líquidos. Neste cenário, processos que utilizam o reagente de Fenton (Fe2+/H2O2) surgem como uma alternativa promissora, em decorrência de seu potencial de mineralizar poluentes emergentes presentes em matrizes aquosas. Além disso, a fotocatálise heterogênea com dióxido de titânio (TiO2/UV) é outro processo oxidativo avançado que pode contribuir para o cumprimento de padrões de qualidade de água e efluentes. Em vista disso, o presente estudo procura averiguar a eficiência dos processos Fenton e foto Fenton na mineralização de cafeína, bem como avaliar a influência da adição de TiO2 ao processo foto-Fenton, de modo a combiná-lo com a fotocatálise heterogênea. Para tanto, foram realizados ensaios laboratoriais em batelada com soluções de 20 mg/L de cafeína e diferentes proporções do reagente de Fenton (concentrações de Fe2+ de 5 e 10 mg/L, concentrações de H2O2 variando de 20 a 300 mg/L) e de TiO2 (5 e 50 mg/L). Amostras foram coletadas nos intervalos de 15, 30, 45 e 60 min e enviadas para análise de cromatografia líquida de alta performance (HPLC) e carbono orgânico total (COT) para quantificar o grau de degradação e mineralização da cafeína. Os resultados obtidos demonstraram que o processo Fenton foi capaz apenas de degradar a cafeína, convertendo-a em subprodutos orgânicos. Por outro lado, o processo foto-Fenton foi capaz de mineralizar o poluente em até 64,8% após 60 min, convertendo-o parcialmente em espécies inorgânicas de menor impacto ambiental. Com isso, foi observado que a incidência de radiação UV tornou o tratamento mais eficiente. Dentre as condições utilizadas, a condição ótima determinada que maximizou a mineralização foi de 10 mg/L de Fe2+ e 200 mg/L de H2O2. Além disso, foi observado que a adição de TiO2 não contribuiu para a eficiência global do processo foto-Fenton, de modo que o processo homogêneo foi o que apresentou melhores resultados.