Aerogéis são materiais ultraporosos, de baixa densidade e altíssima área superficial, tornando-os excelentes adsorventes, catalisadores e suportes de catalisadores. Entretanto, aerogéis inorgânicos são frágeis e sua aplicação como estruturas macroscópicas em sistemas catalíticos em fase líquida é limitada [1,2]. Visando o desenvolvimento de novos materiais para purificação foto-assistida de água em condição de fluxo, neste projeto propõe-se a preparação de aerogéis híbridos orgânicos-inorgânicos baseados em matrizes biopoliméricas de nanocelulose bacteriana (BC) modificadas com organosilica e nanoestruturas fotoativas de Ag₃PO₄ [3,4]. Visa-se combinar a estabilidade mecânica e estrutura porosa de matrizes de BC/organosilica com a alta atividade fotocatalítica do semicondutor Ag₃PO₄ ancorados covalentemente na matriz híbrida pela coordenação de íons Ag⁺ em grupos quelantes etilenodiamina da organosilica. Técnicas de síntese sol-gel/co-precipitação e de secagem supercrítica serão empregadas para preparação dos aerogéis híbridos. A caracterização dos materiais será realizada por diferentes técnicas espectroscópicas e microscópicas, incluindo Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Espectroscopia Vibracionais (FTIR e Raman), Análise Elementar (CNH), Difração de Raios-X (DRX) e Espectroscopia Eletrônica de Reflectância Difusa (DRS). A atividade fotocatalítica dos aerogéis híbridos de BC/organosilica/Ag₃PO₄ será avaliada empregando fotoreator de membrana para remoção foto-assistida de poluentes modelos (corantes) e metais pesados [4].

Referências

[1] ZIEGLER, C. et al. Modern Inorganic Aerogels. Angewandte Chemie International Edition, v. 56, n. 43, p. 13200–13221, 2017.

[2] WAN, W. et al. Monolithic aerogel photocatalysts: a review. Journal of Materials Chemistry A, v. 6, n. 3, p. 754–775, 2018.

[3] SERGE-CORREALES et al A UV-visible-NIR active smart photocatalytic system based on NaYbF₄:Tm³⁺ upconverting particles and Ag₃PO₄/H₂O₂ for photocatalytic processes under light on/light off conditions, Materials Advances,  v. 3, p. 2706-2715, 2022.

[4] FERREIRA-NETO, E. P. et al. Bacterial Nanocellulose/MoS₂ Hybrid Aerogels as Bifunctional Adsorbent/Photocatalyst Membranes for in-Flow Water Decontamination. ACS Applied Materials & Interfaces, v. 12, n. 37, p. 41627–41643, 2020.