Modified Polymeric Carbon Nitrides for Sorption and Photodegradation of Emerging Contaminants

Autores

  • VITOR PASTANA UFSCar Autor
  • Gabriel Ali Atta Diab UFSCar Autor
  • Ivo Freitas Teixeira UFSCar Autor

Palavras-chave:

nitretos de carbono, sorção, fotodegradação, contaminantes emergentes

Resumo

A crescente presença de fármacos, pesticidas e subprodutos industriais em águas residuais exige soluções inovadoras, já que os métodos tradicionais não degradam adequadamente esses contaminantes. Este estudo aborda esse desafio empregando nitretos de carbono poliméricos (PCN) modificados, que são semicondutores responsivos à luz visível, tratado termicamente com sais de potássio (KCl/KSCN) para amplificar sua eficiência fotocatalítica. Resultados experimentais revelaram comportamentos distintos: a Rifampicina (RIF), contaminante modelo investigado, apresentou 60% de remoção em 60 minutos (atingindo 100% sob luz em 1 hora), com degradação acelerada em condições ácidas (65% em 45 minutos). Em contraste, a Tetraciclina (TC) exibiu capacidade adsortiva mínima (<30% de degradação após 2,5 horas em LED ~410 nm) independentemente do pH. O PCN otimizado demonstrou multifuncionalidade excepcional, superando o material original tanto na cinética de adsorção quanto na eficácia de fotodegradação, mantendo boa estabilidade estrutural e resistência à fotocorrosão ao longo de quatro ciclos reacionais consecutivos - um avanço crucial para aplicações ambientais escaláveis. Esta abordagem sistemática valida o potencial do PCN como solução robusta e economicamente viável para cenários de remediação de águas residuais.

Referências

1. F. Silva, I. F. Teixeira, R. D. F. Rios, G. M. do Nascimento, I. Binatti, H. F. V. Victória, K. Krambrock, L. A. Cury, A. P. C. Teixeira and H. O. Stumpf, Journal of Hazardous Materials, 2021, 401, 123713.

2. S. Li, S. Shan, S. Chen, H. Li, Z. Li, Y. Liang, J. Fei, L. Xie and J. Li, Journal of Environmental Chemical Engineering, 2021, 9, 105967.

3. Z. Zeng, F. Ye, S. Deng, D. Fang, X. Wang, Y. Bai and H. Xiao, Chemical Engineering Journal, 2022, 444, 136561.

4. G. F. S. R. Rocha, M. A. R. da Silva, A. Rogolino, G. A. A. Diab, L. F. G. Noleto, M. Antonietti and I. F. Teixeira, Chemical Society Reviews, 2023, 52, 4878-4932.

5. T. Huo, G. Ba, Q. Deng, F. Yu, G. Wang, H. Li and W. Hou, Applied Catalysis B: Environmental, 2021, 287, 119995.

6. M. Wu, X. He, B. Jing, T. Wang, C. Wang, Y. Qin, Z. Ao, S. Wang and T. An, Journal of Hazardous Materials, 2020, 384, 121323.

7. V. W.-h. Lau, I. Moudrakovski, T. Botari, S. Weinberger, M. B. Mesch, V. Duppel, J. Senker, V. Blum and B. V. Lotsch, Nature Communications, 2016, 7, 12165.

8. H. Ma, Y. Jia, G. Zhu, F. Zhang, S. Rhee, B. Lee and C. Liu, Applied Surface Science, 2020, 507, 144885.

9. F. M. Colombari, M. A. R. da Silva, M. S. Homsi, B. R. L. de Souza, M. Araujo, J. L. Francisco, G. T. S. T. da Silva, I. F. Silva, A. F. de Moura and I. F. Teixeira, Faraday Discussions, 2021, 227, 306-320.

Downloads

Publicado

03-11-2025

Edição

Seção

Catálise Ambiental