Imobilização de fotocatalisadores em polímeros biodegradáveis : revisão da bibliografia

Abstract

A Fotocatálise Heterogênea (FH), um dos Processos Avançados de Oxidação, é uma tecnologia promissora no tratamento de águas residuais. Isso se deve ao seu relativamente baixo custo de operação e grande eficiência de degradação. A FH emprega, usualmente, um fotoca-talisador em suspensão, e como principal desvantagem, observa-se a dificuldade para recupe-ração e reutilização do mesmo após o processo. A estabilização dessas nanopartículas em um suporte inerte adequado pode ser uma boa estratégia para contornar tais limitações. Assim, esse trabalho teve como objetivo a pesquisa bibliográfica dos principais polímeros biodegradáveis utilizados na imobilização de fotocatalisadores para tratamento de águas residuais contendo corantes, antibióticos e metais pesados. A primeira parte do presente estudo reúne os funda-mentos teóricos para compreensão do tema, sendo seguida da reunião e discussão crítica dos artigos publicados nos últimos dez anos. Nesses artigos, foram avaliados diferentes parâmetros como, por exemplo, os tipos de biopolímeros utilizados para imobilizar o fotocatalisador. Em uma análise preliminar, dentre os principais biopolímeros, a celulose e seus derivados tiveram maior destaque pela sua grande disponibilidade ambiental e versatilidade de aplicação. Cons-tatou-se que o emprego do biopolímero celulose e seus derivados, como o acetato de celulose, não afeta negativamente a atividade fotocatalítica e que os materiais obtidos permanecem está-veis, podendo ser usados várias vezes. Além disso, a combinação da celulose/derivados com outro biopolímero melhora propriedades do compósito e consequentemente aumenta a eficiên-cia fotocatalítica. Portanto, a celulose e derivados podem ser considerados materiais promisso-res para aplicações em campo.

Heterogeneous Photocatalysis (FH), one of the Advanced Oxidation Processes, is a pro-mising technology in wastewater treatment. This is due to its relatively low operating cost and high degradation efficiency. FH usually employs the photocatalyst in suspension and the main disadvantage is the difficulty in recovering and reusing it after the process. Stabilizing these nanoparticles on a suitable inert support can be a good strategy to overcome these limitations. Thus, this work had as objective the bibliographical research of the main biodegradable polymers used in the immobilization of photocatalysts for wastewater treatment containing dyes, antibiotics and heavy metals. The first part brings together the theoretical foundations for understanding the topic, followed by a critical gathering and discussion of articles published in the last ten years. In these articles, different parameters were evaluated, such as the types of biopolymers used to immobilize the photocatalyst. In a preliminary analysis, among the main biopolymers, cellulose and its derivatives had the greatest prominence for their great environ-mental availability and application versatility. It was found that the use of the cellulose bio-polymer and its derivatives, such as cellulose acetate, does not negatively affect the photoca-talytic activity and that the obtained materials remain stable and can be used several times. Furthermore, the combination of cellulose/derivatives with another biopolymer improves pro-perties of the composite and consequently increases the photocatalytic efficiency. Therefore, cellulose and derivatives can be considered promising materials for field applications.