Preparação e Caracterização de Filmes Finos Automontados de PAH/PAA/TiO2 Fotossensibilizados com Clorofilina Cúprica para a Fotodegradação de Paracetamol

Abstract

A utilização da energia solar para a degradação de contaminantes emergentes por meio da fotocatálise é uma alternativa promissora aos sistemas convencionais de tratamento de água e efluentes industriais. Desta forma, filmes finos automontados (FFAs) por adsorção física, e contendo polieletrólitos orgânicos e semicondutores inorgânicos, podem ser aplicados em dispositivos para a degradação de fármacos. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi preparar e caracterizar FFAs obtidos pela combinação de hidrocloreto de polialilamina (PAH), poli(ácido acrílico) (PAA), dióxido de titânio nanoparticulado (TiO2) e do fotossensibilisador clorofilina cúprica (Cu-chln), utilizando a técnica camada por camada (do inglês Layer by Layer, LbL) para aplicação na degradação fotocatalítica do paracetamol em solução aquosa. Foram fabricados FFAs de 81 camadas depositados sobre substratos de vidro. O TiO2 e a Cu-chln apresentaram máximos de absorção (λmax) na região do ultravioleta e do visível (UV-Vis) em 323 nm e 627 nm, e a partir desses dados foram determinados seus gaps de energia (Ebgs) em 3,0 eV e 1,85 eV, respectivamente. A Ebg do TiO2 é alta o suficiente para gerar radicais hidroxil, responsáveis pelo mecanismo de degradação do paracetamol. Através das imagens de microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG), foi possível observar que os FFAs possuem estrutura porosa, além de aglomerados esféricos de tamanho nanométrico. Além disso, a incorporação da Cu-chln tornou a superfície dos FFAs mais homogênea. A degradação do paracetamol foi determinada pela imersão dos FFAs em uma solução aquosa de paracetamol (10 mg L-1), seguida por irradiação com uma lâmpada de xenônio (300 W), sendo observadas remoções de 23,7% e 43,6% para os FFAs contendo apenas TiO2 e TiO2 com Cu-chln, respectivamente. Os resultados mostraram que a utilização de TiO2 e Cu-chln levam a uma melhor atividade fotocatalítica quando comparada à utilização dos componentes na forma individualizada, com eficiência do processo comparável aos sistemas coloidais sem a necessidade de ajuste do pH ou da concentração de O2 no efluente.  http://dx.doi.org/10.18226/23185279.v6iss2p31