Degradação eletroquímica, fotoquímica e fotoeletroquímica do cloranfenicol usando eletrodos de nanotubos de titânio auto dopado
Degradação eletroquímica, fotoquímica e fotoeletroquímica do cloranfenicol usando eletrodos de nanotubos de titânio auto dopado
<marinez.silva@arapiraca.ufal.br>
Neste trabalho foi investigado a degradação do cloranfenicol, um fármaco antibiótico de preocupação emergente, a partir do emprego de técnicas fotoquímica, eletroquímica e a fotoeletroquímica. Os experimentos foram realizados em diferentes fontes de radiação e utilizando nanotubos de titânio auto dopados (NT-TiO2) sintetizados nessa pesquisa como eletrodo de trabalho. Através de medidas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi possível constatar a obtenção nos NT-TiO2 na fase cristalina anatase. A degradação do poluente mediante o uso de luz, eletroquímica e fotoeletroquímica foi monitorado por meio de espectrofotometria UV/Vis, que permitiu acompanhar a variação da absorbância ao longo do tempo de reação. Além disso, a concentração do poluente foi analisada por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) que permitiu a quantificação da degradação do analito. Também foi empregado a técnica de espectroscopia no infravermelho (FTIR) com o objetivo de avaliar a degradação em termos de modificações estruturais por meio das vibrações dos grupos funcionais característicos da molécula. Por fim, a análise de carbono orgânico total (COT) foi realizada para avaliar o grau de mineralização no processo oxidativo tido como mais eficiente. Os resultados obtidos demonstraram que se obteve uma taxa de degradação do contaminante em todas as técnicas de POAs investigadas, entretanto na fotoeletroquímica utilizando eletrodos de NT-TiO2 e radiação solar foi observado uma maior eficiência. Essa abordagem conjunta resultou em uma redução significativa na absorbância ao longo do tempo de reação monitorada e a análise por HPLC mostrou concentração final igual a zero, indicando que a degradação do composto foi alcançada. A análise de FTIR mostrou que houve modificação estrutural da molécula padrão em cada técnica de POA analisada e deu indícios de que pode ocorrer similaridades no mecanismo de degradação do cloranfenicol via fotoquímica e eletroquímica além de evidenciar que, após a degradação fotoeletroquímica com reator de luz solar, os grupos funcionais responsáveis por a atividade biológica do poluente alvo foram desfeitos. Além disso, a análise de TOC evidenciou que, embora não tenha alcançado a mineralização completa, foi obtido uma redução expressiva do carbono orgânico total, dando evidências de que a presente pesquisa poder ser empregada para responder a problemática ambiental voltada a contaminação ambiental por meio de contaminantes de origem farmacológica classificados como emergentes.
In this work, the degradation of chloramphenicol, an antibiotic drug of emerging concern, was investigated using techniques such as photochemistry, electrochemistry, and photoelectrochemistry. The experiments were carried out in different radiation sources and using self-doped titanium nanotubes (NT-TiO2) as electrode. Through scanning electron microscopy (SEM) measurements, it was possible to verify that NT-TiO2 was obtained in the anatase crystalline phase. The degradation of the pollutant through the use of light, electrochemistry, and photoelectrochemistry was monitored using UV/Vis spectrophotometry, which made it possible to monitor the variation in absorbance over the reaction time. In addition, the concentration of the pollutant was analyzed by high-performance liquid chromatography (HPLC) which allowed the quantification of the degradation of the analyte. The technique of infrared spectroscopy (FTIR) was also used to evaluate the degradation in terms of structural modifications through the vibrations of the characteristic functional groups of the molecule. Finally, the analysis of total organic carbon (TOC) was performed to assess the degree of mineralization in the oxidative process considered to be more efficient. The obtained results demonstrated that a degradation rate of the contaminant was obtained in all the AOP techniques investigated, however in the photoelectrochemistry using NT-TiO2 electrodes and solar radiation a greater efficiency was observed. This joint approach resulted in a significant reduction in absorbance over the time of the monitored reaction and the HPLC analysis showed a final concentration equal to zero, indicating that the degradation of the compound was achieved. The FTIR analysis showed that there was a structural modification of the standard molecule in each analyzed AOP technique and gave evidence that similarities may occur in the degradation mechanism of chloramphenicol via photochemistry and electrochemistry, in addition to showing that, after photoelectrochemical degradation with sunlight, the Functional groups responsible for the biological activity of the target pollutant were disrupted. In addition, the TOC analysis showed that, although complete mineralization was not achieved, a significant reduction in total organic carbon was obtained, providing evidence that this research can be used to respond to environmental problems focused on environmental contamination through contaminants of pharmacological origin classified as emerging.
Dr. Botero, Wander Gustavo.
Espectrofotometria UV-Vis.
Contaminantes emergentes.
Eletrodos de NT-TiO2.
Cromatografia líquida de alta eficiência.
FTIR (Análise).