Nanocompósitos de TiO2 dopados com Cério e Sepiolita para inativação de Tetraciclina no tratamento de água

A crescente contaminação dos recursos hídricos por compostos farmacêuticos, como a Tetraciclina (TC), tem sido uma preocupação ambiental significativa devido aos problemas que pode causar aos seres humanos e ao meio ambiente. Este estudo abordou a eficácia da remoção de TC por meio de uma abordagem eficiente que combina adsorção e fotocatálise, utilizando nanocompósitos de TiO2 dopado com Cério e Sepiolita (Sep) como material de suporte. A % em peso de Ce foi variada (0, 1, 2,5 e 5%), designando as amostras como TiO2–Sep, 1CeTiO2–Sep, 2,5CeTiO2–Sep e 5CeTiO2–Sep, respectivamente. Picos característicos de Sep foram encontrados na difração de raios X (XRD) dos fotocatalisadores. A análise FTIR revelou bandas características para Sepiolita, como o alongamento Mg–OH e Si–O–Si localizados em 3689 e 1028 cm–1, respectivamente. Além disso, os nanocompósitos exibiram características mesoporosas, com uma isoterma Tipo IV e histerese H3. Imagens de microscopia eletrônica de varredura-espectroscopia de raios X por dispersão de energia (SEM-EDS) e XPS confirmaram a presença de Ce-TiO2 no mineral argiloso. A partir de imagens EDX-STEM, o titânio é preferencialmente localizado nas bordas do material argiloso, enquanto o Ce está mais homogeneamente disperso no mineral argiloso, com um tamanho de partícula menor. Estudos fotocatalíticos demonstraram que a amostra 1CeTiO2–Sep alcançou maior eficiência na remoção de TC (40 ppm), com 70,45% de remoção, sendo 35,34% por adsorção e 35,11% por fotocatálise. No teste de TOC, houve uma diminuição no Carbono Orgânico Total de 22,90 para 10,56 mg L–1 e um aumento no Carbono Inorgânico de 0,084 para 3,627 mg L–1, indicando fotodegradação da molécula de TC. No teste de inativação, utilizando o crescimento de Escherichia coli como indicador, confirmou-se a inativação da droga na solução, reduzindo o efeito inibitório para 83,12% com 180 min e 45,63% com 600 min de irradiação. Testes de supressores revelaram que o radical principal para a degradação da droga é o buraco (h+), com apenas 1,35% de eficiência de remoção quando seu supressor é adicionado. Assim, o efeito sinérgico entre adsorção e fotocatálise provou ser uma estratégia eficiente para a remoção de toxinas orgânicas.