Obtenção de semicondutores à base de TiO2:grafeno para degradação fotocatalítica da sertralina

Abstract

A sertralina (SRTL), um dos antidepressivos mais prescritos globalmente, tem sido frequentemente detectada em corpos d'água, levantando preocupações ambientais devido ao seu potencial impacto negativo sobre organismos aquáticos e ecossistemas. Neste contexto, a presença persistente desse fármaco em ambientes aquáticos aponta a necessidade de desenvolver métodos eficazes para sua remoção. Neste sentido, a fotocatálise, processo que utiliza semicondutores como o TiO₂ ativados com irradiação para degradar poluentes, surge como uma solução promissora. Com este intuito, o presente trabalho investigou a síntese e caracterização de compostos de dióxido de titânio:óxido de grafeno (TiO₂:GO), obtidos pelo método dos precursores poliméricos, com o objetivo de avaliar seu desempenho na degradação fotocatalítica da SRTL em solução aquosa. As amostras foram sintetizadas com diferentes teores de óxido de grafeno (GO) (1% e 2% em massa) e submetidas a tratamentos térmicos a 400°C e 600°C, em atmosferas de ar e nitrogênio. As caracterizações permitiram analisar as propriedades estruturais, morfológicas e optoeletrônicas dos materiais, fornecendo informações para a compreensão de seu desempenho fotocatalítico. Os resultados indicaram que os materiais apresentaram excelente eficiência fotocatalítica, atingindo degradações entre 80% e 99% da SRTL após 120 minutos de irradiação UV-C (254 nm). O TiO₂ puro sintetizado a 400°C destacou-se, alcançando a máxima taxa de degradação (99%). A incorporação de GO, no entanto, não promoveu melhoria na atividade fotocatalítica, o que foi atribuído à possível desoxigenação do material durante o tratamento térmico. A degradação da SRTL resultou majoritariamente na formação de quatro subprodutos intermediários com comportamentos distintos. Enquanto alguns foram rapidamente degradados, outros apresentaram acúmulo progressivo, dependendo do fotocatalisador empregado. Além disso, observou-se que a presença de GO influenciou diretamente esses processos, inibindo ou favorecendo a formação e estabilização dos intermediários.