Síntese verde de nanoparticulas de óxido de ferro pelo método de combustão em solução para aplicação em processos eletro-Fenton heterogêneo.
Lippia Grata; degradação de antibiótico; Norfloxacina; degradação eletroquímica.
O aumento da contaminação hídrica por compostos orgânicos persistentes tem intensificado a busca por tecnologias ambientalmente adequadas capazes de promover o tratamento eficiente desses poluentes. Entre tais alternativas, destaca-se o processo eletro-Fenton heterogêneo (EFH), cuja eficácia depende do desenvolvimento de materiais catalíticos estáveis e sustentáveis. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo sintetizar nanopartículas de óxidos de ferro (NPOFe) por meio da síntese por combustão em solução (SCS), utilizando extratos vegetais (EPs) como agentes combustíveis, e aplicá-las na degradação do antibiótico norfloxacino (NOR). A rota sintética foi conduzida empregando extratos de Lippia grata como biocombustíveis naturais e sais metálicos como agentes oxidantes, possibilitando a reação exotérmica característica da SCS. Os materiais resultantes foram calcinados a 500 °C e 1000 °C. Os extratos utilizados foram submetidos a análises fitoquímicas, enquanto as NPOFe foram caracterizadas por DRX e FRX. A variação na proporção entre agentes oxidantes e redutores permitiu controlar as fases cristalinas formadas: quantidades maiores de oxidante favoreceram a obtenção de hematita, enquanto o aumento do redutor conduziu à formação simultânea de magnetita/maghemita. As nanopartículas produzidas a 500 °C apresentaram teores de ferro de 95,877% (hematita) e 87,455% (magnetita/maghemita), sendo esta última composição responsável pelas propriedades ferromagnéticas observadas. Para avaliar o desempenho eletroquímico do sistema, investigou-se a produção de H₂O₂ empregando-se cátodos de tecido de carbono (TC) e de tecido de carbono modificado com PTFE e negro de fumo (TC-PTFE/CB), bem como diferentes densidades de corrente. As condições mais favoráveis foram obtidas com o cátodo TC-PTFE/CB, sob densidade de corrente de 50 mA cm⁻². A aplicação catalítica das NPOFe foi realizada em solução contendo 20 ppm de NOR, 0,05 mol L⁻¹ de Na₂SO₄ como eletrólito suporte e pH ajustado a 2,68. O sistema eletroquímico consistiu em um eletrodo de difusão gasosa (EDG) com TC-PTFE/CB como cátodo e um ânodo Ti/TiO₂RuO₂IrO₂. Diferentes concentrações de NPOFe magnetita/maghemita foram avaliadas no processo EFH, destacando-se aquela que correspondia à razão estequiométrica em relação ao H₂O₂ gerado eletroquimicamente. Como procedimento comparativo, realizou-se o tratamento eletroquímico (EQ), que promoveu a remoção de 53% da NOR. No entanto, o processo EFH alcançou 80,6% de degradação em 2 h de tratamento, com consumo energético de 13,08 kWh m⁻³. O acompanhamento da degradação por espectrofotometria UV-Vis e cromatografia de íons evidenciou que o EFH é altamente eficaz na decomposição da NOR, resultando na formação de intermediários de valor agregado antes da completa mineralização da matéria orgânica.