Nanoclusters de ouro oferecem solução sustentável para águas residuais poluídas por corantes usados em muitas indústrias
O novo processo envolve a criação de 'aglomerados' metálicos de apenas nove átomos de ouro (Au) quimicamente 'ancorados' ao dióxido de titânio que, por sua vez, impulsiona a reação convertendo a energia da luz UV absorvida. Crédito:Universidade Flinders A poluição da água causada por corantes utilizados na indústria têxtil, alimentar, cosmética e outras é uma grande preocupação ecológica para a indústria e os cientistas que procuram alternativas biocompatíveis e mais sustentáveis para proteger o ambiente.
Um novo estudo liderado pela Universidade Flinders descobriu uma nova maneira de degradar e potencialmente remover produtos químicos orgânicos tóxicos, incluindo corantes azo, de águas residuais, usando um processo de fotocatálise química alimentado por luz ultravioleta.
O professor Gunther Andersson, do Flinders Institute for NanoScale Science and Technology, diz que o processo envolve a criação de “aglomerados” metálicos de apenas nove átomos de ouro (Au) quimicamente “ancorados” ao dióxido de titânio, que por sua vez impulsiona a reação convertendo a energia absorvida Luz UV.
Os cocatalisadores de nanoaglomerados de ouro melhoram o trabalho fotocatalítico do dióxido de titânio e reduzem o tempo necessário para completar a reação em um fator de seis, de acordo com o novo artigo da revista Solar RRL.
“Esses tipos de sistemas heterogêneos de fotocatálise mediados por semicondutores oferecem uma vantagem significativa sobre outros processos químicos avançados”, diz o professor Andersson, da Faculdade de Ciências e Engenharia.
"Isso pode facilitar a mineralização de uma grande variedade de poluentes orgânicos, como corantes azo, em moléculas de água e dióxido de carbono com alta eficiência de degradação."
Uma variedade de processos físicos, químicos e biológicos são usados atualmente para remover compostos orgânicos cancerígenos e recalcitrantes da água.
Uma ampla gama de indústrias químicas, incluindo a fabricação de corantes, a produção têxtil e de cosméticos, liberam corantes tóxicos e não biodegradáveis no meio ambiente. Quase metade dos corantes utilizados na indústria têxtil e de corantes são corantes azo. O laranja de metila é amplamente utilizado como corante azo solúvel em água.
Com isso em mente, os pesquisadores de nanotecnologia da Universidade Flinders também demonstraram a utilidade deste cocatalisador de cluster de ouro e semicondutores modificados para a síntese dos novos sistemas de fotocatálise para degradação do laranja de metila.
Este estudo, publicado na Applied Surface Science , testaram a fotocatálise em um dispositivo fluídico de vórtice desenvolvido na Flinders University no laboratório de nanotecnologia do professor Colin Raston.
Coautor Flinders Ph.D. A Dra. Anahita Motamedisade afirma que os métodos tradicionais de tratamento de águas residuais muitas vezes não removem eficazmente os contaminantes perigosos das águas residuais.
“A razão para isto é que alguns produtos químicos, especialmente aqueles com anéis aromáticos, são resistentes à degradação química, fotoquímica e biológica”, diz o Dr. Motamedisade, que agora é pesquisador do Centro de Catálise e Energia Limpa da Universidade Griffith.
“Além disso, eles geram subprodutos perigosos por oxidação, hidrólise ou outras reações químicas de corantes sintéticos contendo águas residuais, que são detectáveis onde quer que sejam descartados.
“Esperamos desenvolver esses processos de degradação fotocatalítica mais sustentáveis e completos para ajudar a remover completamente as toxinas e resolver este problema global”.
A pesquisa foi inspirada no doutorado do Dr. Motamedisade. pesquisa que inclui melhores maneiras de tratar águas residuais de vinícolas.
