Solução sustentável para águas residuais poluídas por corantes (e é “dourada”)
A poluição da água causada por corantes utilizados no fabrico de têxteis, alimentos, cosméticos e outros produtos é uma grande preocupação ecológica, com a indústria e os cientistas a procurarem alternativas biocompatíveis e mais sustentáveis para proteger o ambiente.
Um novo estudo conduzido pela Universidade de Flinders descobriu uma nova forma de degradar e potencialmente remover químicos orgânicos tóxicos, incluindo corantes azóicos de águas residuais, utilizando um processo químico de fotocatálise alimentado por luz ultravioleta.
O Professor Gunther Andersson, do Instituto Flinders para a Ciência e Tecnologia à Nanoescala, afirma 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, conduz a reação convertendo a energia da luz UV absorvida.
Os catalisadores de núcleos de ouro reforçam o trabalho fotocatalítico do dióxido de titânio e reduzem o tempo necessário para completar a reação por um fator de seis, de acordo com um novo artigo publicado na revista Solar RRR.
“Estes tipos de sistemas de fotocatálise mediados por semicondutores heterogéneos oferecem uma vantagem significativa em relação a outros processos químicos avançados”, afirma o Professor Andersson, da Faculdade de Ciências e Engenharia.
“Pode facilitar a mineralização de uma grande variedade de poluentes orgânicos, como os corantes azóicos, em moléculas de água e dióxido de carbono com uma elevada eficiência de degradação.”
Atualmente, utiliza-se uma variedade de processos físicos, químicos e biológicos para remover compostos orgânicos cancerígenos e recalcitrantes da água”.
Uma vasta gama de indústrias químicas, incluindo o fabrico de corantes e a produção de têxteis e cosméticos, liberta no ambiente corantes tóxicos e não biodegradáveis. Cerca de metade dos corantes utilizados na indústria têxtil e de tinturaria são corantes azóicos. O alaranjado de metilo é amplamente utilizado como um corante azo solúvel em água.
Com este objetivo em mente, os investigadores em nanotecnologia da Universidade Flinders demonstraram também a utilidade deste cocatalisador de aglomerados de ouro e de semicondutores modificados para a síntese de novos sistemas de fotocatálise para a degradação do alaranjado de metilo.
Este estudo, que acaba de ser publicado na Applied Surface Science, testou a fotocatálise num dispositivo fluídico de vórtice desenvolvido na Universidade de Flinders no laboratório de nanotecnologia do Professor Colin Raston.
Anahita Motamedisade, coautora do estudo, 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 os que têm anéis aromáticos, são resistentes à degradação química, fotoquímica e biológica”, diz Motamedisade, que é agora investigador no Centro de Catálise e Energia Limpa da Universidade de Grifffith.
“Além disso, geram subprodutos perigosos ao oxidarem, hidrolisarem ou sofrerem outras reacções químicas de corantes sintéticos contendo águas residuais, que são detectáveis onde quer que sejam eliminados”, afirma.
“Esperamos desenvolver estes processos de degradação fotocatalítica mais sustentáveis e completos para ajudar a eliminar completamente as toxinas e resolver este problema global”, acrescenta.
A investigação foi inspirada na investigação de doutoramento de Motamedisade, parcialmente financiada pela Wine Australia, que inclui melhores formas de tratar as águas residuais das adegas.