Oxidação fotocatalítica da clozapina empregando TiO2 imobilizado em poliestireno: efeito dos parâmetros operacionais e modelagem via redes neurais

Resumo

Nos últimos anos, a fotocatálise heterogênea através de semicondutores demonstrou ser eficiente para o tratamento de águas residuárias contendo poluentes orgânicos, como os fármacos. Dentre alguns fotocatalisadores, o dióxido de titânio (TiO2) tem sido estudado e aplicado para esta finalidade. À vista disso, neste trabalho investigou-se a degradação fotocatalítica do antipsicótico clozapina sob irradiação ultravioleta, mediante emprego de TiO2 suspenso e suportado em material de poliestireno. Alguns parâmetros experimentais foram avaliados através de um planejamento fatorial 23; verificando-se uma maior taxa de degradação do composto ao utilizar 0,15 g do catalisador imobilizado, [H2O2] de 340 mg L-1 e pH 9, após 6 h de tratamento. Para tal obteve-se degradações superiores a 93,48% e um modelo de dois estágios foi proposto para descrever a cinética reacional. Uma rede neural artificial foi utilizada para modelar o processo fotocatalítico e determinar a importância das variáveis operacionais. Também ficou estabelecido que o emprego deste tratamento resultou em 78,30% de remoção da demanda química de oxigênio (DQO) nas condições otimizadas. Além disso, a partir de testes de reutilização foi verificada a estabilidade do suporte de TiO2 após 5 ciclos consecutivos. No entanto, por meio de ensaios toxicológicos com Escherichia coli e Salmonella enteritidis observou-se que os produtos gerados através da reação geram produtos mais tóxicos que o composto original.