Muitos dos produtos farmacêuticos disponíveis no mercado são altamente persistentes nas águas e muitos deles não são removidos nas estações de tratamento de águas residuais (ETAR), devido à inexistência de processos e equipamento que permitam a sua remoção, permanecendo no meio ambiente por longos períodos de tempo e causando distúrbios às espécies dos ecossistemas aquáticos.
Atualmente, os nanofotocatalisadores mais utilizados e que a comunidade científica mais tem estudado são o dióxido de titânio (TiO2) e os polioxometalatos (POMs) na sua forma pura ou combinada com outros elementos que potenciem o processo de remoção dos poluentes, como o sulfureto de cádmio (CdS) ou o grafeno.
Neste trabalho estudou-se a remoção de venlafaxina em soluções aquosas de concentração inicial de fármaco de cerca de 2 mg/L em presença de vários nanomateriais: grafeno e os POMs na forma de sais de tetrabutilamónio (TBA) dos fosfomolibdatos PMo12, PMo11V e PMo10V2, bem como os nanocompósitos híbridos correspondentes obtidos por imobilização dos POMs em flocos de grafeno (@GF). Em cada ensaio, os nanomateriais foram testados sob a radiação diurna ambiente do laboratório ao longo de 150 minutos. A análise de venlafaxina foi realizada por cromatografia líquida de alta eficiência com deteção por fluorescência.
Os vários POMs testados apresentaram eficiências de remoção inferiores às obtidas para o grafeno. Dos catalisadores isolados, o que apresentou melhores resultados foi o TBA PMo12 a pH 3, tendo sido registada uma eficiência de remoção na ordem dos 30% para uma massa de catalisador de aproximadamente 28 mg.
Relativamente aos dois POMs em que há substituição de um ou dois átomos de Mo por átomos de V, observaram-se eficiências de remoção muito inferiores quando comparados com o primeiro. O TBA PMo10V2 apresentou taxas de remoção ligeiramente superiores às do TBA PMo11V, podendo ficar a dever-se ao diferente rearranjo atómico na estrutura dos compostos.
Relativamente aos POMs imobilizados em flocos de grafeno, a capacidade de remoção da venlafaxina aumentou quando comparada com os materiais isolados, muito provavelmente devido às excelentes propriedades de adsorção do grafeno, fator que se deve sobrepor à ação dos catalisadores. Os valores de remoção mais elevados foram de 54,48% para TBA PMO12@GF, 64,98% para TBA PMo11V@GF e 61,35% para TBA PMo10V2, a pH 6. Nos ensaios realizados só com grafeno a eficiência de remoção foi de 68%, concluindo-se que o processo de remoção do fármaco nas condições testadas deve ocorrer por adsorção e menos por reação fotocatalítica induzida pelos POMs.
No que se refere aos valores de pH estudados, observou-se que para os ensaios com os POMs isolados, de um modo geral, foram obtidos maiores valores de remoção de venlafaxina a pH 3. Relativamente aos POMs combinados com grafeno, as melhores taxas de remoção foram registadas a pH 6.Many of the pharmaceuticals on the market are highly persistent in water and many of them are not removed in sewage treatment plants (WWTP) due to lack of processes and equipment to enable their removal, remaining in the environment for long periods of time, disturbing the species of aquatic ecosystems.
Currently the most used nanophotocatalysts are the titanium dioxide (Tio2) and the polyoxometalates (POM) on its pure form, or combined with other materials which enhances the pollutants process removal, such as the cadmium sulphur (CdS) or graphene.
In this work, was studied the removal efficiency of the venlafaxine in aqueous solutions, with an initial concentration of 2 mg/L in the presence of various nanomaterials:
graphene and POM in the form of tetrabutilamonium salts (TBA), phosphomolibdates PMO11V and PMO10V2, and those same hybrid nanomaterials obtained by POM immobilization in graphene flakes (@GF). In each test, the nanomaterials were tested under a natural sunlight irradiation of the laboratory during 150 minutes. The venlafaxine analysis was performed in a high efficiency liquid chromatograph with a fluorescence detector.
The various POM tested, presented lower removal values than the ones obtained for the graphene tests. Of the isolated catalysts, the one who had the best result was the TBA-PMO12 in at pH 3, with a 30% removal efficiency for a catalyst mass of approximately of 28 mg. Relatively to the two POM, who had a substitution of one or two atoms of Mo for V atoms, were observed lower removal values when compared with the other catalyst.
The TBA-PMO10V2 presented a slightly best removal rate than the PMO11V, due to the possibility of the atomic rearrangement on those two materials.
For the POMs immobilized in graphene flakes, the removal efficiency of the drug in question increased when compared with the values obtained for the isolated materials, due to the excellent adsorption properties of the graphene being that a major factor, outweighing the catalysts action in the process. The removal values for those materials were 54,48% for the TBA-PMO12@GF, and 64,98% for TBA-PMO11V@GF, and 61,35% for TBA-PMO10V2 at pH 6. In the tests where the graphene was single tested, the removal percentage was 68%, concluding that the removal process of the pharmaceutical at the tested conditions must occur by adsorption rather than photocatalysis induction by the POMs.
In the studied pH values was observed for the isolated POMs larger removal values for pH 3 levels, and to the POMs combined with graphene, the best removal rates were registered at pH 6
