Membranas poliméricas para remediação ambiental

Abstract

A poluição aquática é um problema global que afeta o ambiente e o ser humano de forma preocupante, podendo nos próximos anos sofrer um agravamento. Dos vários problemas ambientais, os contaminantes persistentes são atualmente um dos maiores riscos, devido aos seus efeitos tóxicos nos organismos aquáticos bem como no ser humano. Estes contaminantes caracterizam-se pela sua elevada estabilidade química, que os torna extremamente resistentes aos agentes biológicos e físico-químicos. Este contexto remete para uma necessidade urgente de desenvolver novos materiais e metodologias que consigam eliminar estes contaminantes do meio aquático de uma forma eficiente. Assim, a fotocatálise surge como uma abordagem eficaz na remoção destes contaminantes sem elevados custos operacionais. Para que os materiais fotocatalíticos possam ser reutilizados, são comummente incorporados numa matriz polimérica. Este trabalho centra-se no estudo da degradação de um antibiótico (ciprofloxacina) por tratamento fotocatalítico. Para o efeito, foram desenvolvidas membranas de poli (fluoreto de vinilideno-hexafluoropropileno) (PVDF-HFP) incorporando 5% (peso/peso) de nanopartículas fotocatalíticas dióxido de titânio (TiO2) /ouro (Au). Estes materiais foram caracterizados, e avaliadas as suas propriedades físico-quimicas. Posteriormente, realizou-se a quantificação da eficiência de remoção do contaminante utilizando as membranas produzidos. Foi possível concluir que, as membranas de TiO2/PVDF-HFP e Au-TiO2/PVDF-HFP permitem a degradação da ciprofloxacina com radiação ultravioleta (UV) e podem ser reutilizadas. Estas membranas representam uma nova tecnologia para a degradação de diversos contaminantes persistentes e podem, futuramente, permitir o seu enquadramento em sistemas de tratamento de água em países em desenvolvimento.

Water pollution is a global problem that affects the environment and human beings worryingly, and in the coming years, it may worsen. Of the various environmental problems, persistent contaminants are currently one of the most significant risks due to their toxic effects on aquatic organisms and humans. These contaminants are characterized by their high chemical stability, making themhighly resistant to biological and physical-chemical agents. This context points to an urgent need to develop new materials and methodologies to efficiently eliminate these contaminants from the aquatic environment. Thus, photocatalysis is a practical approach to removing these contaminants without high operational costs. For photocatalytic materials to be reused, they are commonly incorporated into a polymer matrix. This work focuses on studying the degradation of an antibiotic (ciprofloxacin) by photocatalytic treatment. For this purpose, poly(vinylidene fluoride-hexafluoropropylene) (PVDF-HFP) membranes were developed incorporating 5% (weight/weight) titanium dioxide (TiO2)/gold (Au) photocatalytic nanoparticles. These materials were characterized, and their physical-chemical properties evaluated. Afterwards, the quantification of the contaminant removal efficiency using the produced membranes was carried out. It was possible to conclude that the TiO2/PVDF-HFP and Au-TiO2/PVDF-HFP membranes allow the degradation of ciprofloxacin with ultraviolet (UV) radiation and can be reused. These membranes represent a new technology for the degradation of several persistent contaminants and may, in the future, allow their inclusion in water treatment systems in developing countries.