Uma equipa de investigadores da Universidade Autónoma de Madrid (UAM) desenvolveu membranas híbridas baseadas num nanomaterial poroso funcional e num polímero, capazes de degradar eficazmente os contaminantes emergentes presentes na água. O trabalho, publicado na revista Nanoescalapromete melhorar significativamente a qualidade da água e contribuir para o desenvolvimento de métodos de tratamento sustentáveis.
Investigadores da Universidade Autónoma de Madrid (UAM), pertencente ao Departamento de Química Inorgânica da Faculdade de Ciências, desenvolveram uma nova tecnologia para a degradação de contaminantes presentes na água através da utilização de membranas híbridas que integram nanopartículas estabilizadas de Cu-MOF-808 em uma matriz polimérica.
O trabalho, descrito na revista Nanoescalapoderá representar um passo significativo na luta contra contaminantes emergentes, como produtos farmacêuticos, microplásticos e produtos de higiene pessoal, que atualmente não têm uma solução de eliminação eficaz.
“As Estruturas Metal-Orgânicas (MOFs), devido à sua estrutura porosa que permite o desenho específico de seus poros, surgem como materiais altamente promissores para aplicações como captura e separação de gases, catálise heterogênea e liberação controlada de fármacos”, explicam os autores.
“Especificamente”, acrescentam, “para nosso estudo selecionamos o MOF-808 por sua alta estabilidade em água. E foi metalizado com íons Cu (II), permitindo a degradação de contaminantes pela reação de Fenton, um método de oxidação avançado.
Membranas híbridas com nanopartículas
Para superar a limitação de processamento dos MOFs, normalmente obtidos em pó, os pesquisadores incorporaram o Cu-MOF-808 em uma matriz polimérica, criando assim uma membrana híbrida. “Este projeto facilita seu uso em aplicações práticas, ao mesmo tempo que mantém a integridade dos locais catalíticos de cobre essenciais para a catálise”, explicam os autores.
O desempenho destas membranas foi avaliado em reatores de fluxo contínuo, demonstrando degradação eficiente do poluente tirosol em água.
As análises foram realizadas por espectroscopia UV-Visível e espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS), entre outras técnicas avançadas de caracterização que corroboraram que a estrutura do material nanoestruturado não foi afetada.
Os resultados indicaram que a membrana reduziu significativamente a liberação de cobre, em mais de 50% em comparação com a forma em pó do material.
“Este estudo não apenas destaca os avanços na catálise heterogênea para purificação de água, mas também abre caminhos para o projeto de novas membranas com propriedades catalíticas melhoradas, melhorando assim a qualidade da água e contribuindo para a proteção ambiental e o desenvolvimento de tecnologias globalmente sustentáveis”, concluem os autores. .
Referência bibliográfica:
del Castillo-Velilla, I.; Romero-Muñiz, I.; Marini, C.; Montoro, C.; Platero-Prats, AE (2024). “Engenharia de cobre em local único em membranas MOF-808 para tratamento aprimorado de água”. Nanoescala, 16, 6627-6635. doi.org/10.1039/D3NR05821B.
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