DESENVOLVIMENTO DE HETEROJUNÇÕES CONSTITUÍDAS DE ZnO/g-C3N4 e ZnFe2O4/g-C3N4 PARA FOTODEGRADAÇÃO DE CONTAMINANTES ORGÂNICOS EMERGENTES
Heterojunção ZnO/g-C3N4, Heterojunção ZnFe2O4/g-C3N4, Cefazolina, Preto Reativo 5, Fotocatálise heterogêna, Esquema Z, Planejamento experimental, Estudo cinético.
Nos últimos anos, tem crescido a preocupação com a contaminação das águas por contaminantes emergentes, assim consideradas as substâncias que não são completamente degradadas por processos convencionais de tratamento de água e efluentes e não são biodegradáveis. Por essa razão, diversas técnicas têm sido desenvolvidas para tratar eficientemente tais compostos. Nesse trabalho, foram sintetizadas diferentes heterojunções constituídas de ZnO/g-C3N4 e ZnFe2O4/g-C3N4 em diferentes proporções mássicas de g-C3N4 (10, 50 e 80 %) através de um método simples de mistura, sonicação e tratamento térmico. Foram investigadas as influências da quantidade de g-C3N4 nas heterojunções e do tipo de catalisador à base de zinco utilizado sobre as propriedades estruturais, morfológicas, ópticas e fotocatalíticas dos materiais. Os resultados de DRX, FTIR e MEV/EDS confirmaram a obtenção das heterojunções desejadas com sucesso. A incorporação do g-C3N4 foi importante na modificação das propriedades texturais e ópticas das heterojunções produzidas. O 50-Zn/gCN apresentou melhor eficiência fotocatalítica de degradação do antibiótico cefazolina (78 %) e do corante RB5 (95 %), em 120 min de experimento, quando comparado com os materiais puros e com as demais heterojunções. Além disso, exibiu cinética de reação mais rápida e boa fotoestabilidade. A melhor performance fotocatalítica apresentada por esse material pode ser atribuída ao real efeito sinérgico entre o ZnO e o g-C3N4, o qual promoveu relevante interação, num possível mecanismo do tipo esquema Z, conforme verificado na análise de PL. Por fim, constata-se o caráter promissor do 50-Zn/gCN sintetizado para aplicação em reações fotocatalíticas mediadas por luz solar para degradação de contaminantes de classes distintas, assim como a possibilidade de sua utilização como alternativa eficiente para minimizar a poluição da água causada pelo uso excessivo de medicamentos durante a pandemia da COVID-19.