Síntese de poliimidas para descontaminação de águas poluídas com utilização da luz solar

Abstract

Este trabalho de iniciação científica teve como objetivo principal desenvolver e caracterizar poliimidas (PIs) à base de melem e dianidrido piromelítico (PMDA) para aplicação como fotocatalisadores na degradação de poluentes orgânicos em águas residuais. O estudo focou especificamente na avaliação do efeito da temperatura de síntese sobre a estrutura, propriedades eletrônicas e atividade fotocatalítica desses materiais. As PIs foram sintetizadas através de reação de condensação térmica em quatro temperaturas distintas (250, 275, 300 e 325°C), sendo subsequentemente caracterizadas por técnicas de FT-IR, DRX e TGA. Os resultados demonstraram uma correlação direta entre a temperatura de síntese e as propriedades dos materiais obtidos, onde a amostra MP300 (sintetizada a 300°C) apresentou a estrutura mais cristalina, maior estabilidade térmica (iniciando decomposição a aproximadamente 430°C) e bandgap de 2,92 eV, mostrando-se adequada para absorção na região do visível. Nos testes de fotodegradação do corante alaranjado de metila sob radiação simulando luz solar, a MP300 exibiu desempenho notavelmente superior, degradando 100% do poluente em apenas 60 minutos (com constante cinética de 0,03923 min⁻¹ em pH ácido), além de demonstrar excelente estabilidade após quatro ciclos sucessivos de reuso. As análises complementares de fotoluminescência (PL) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) confirmaram para esta amostra uma maior eficiência na separação de cargas e menor taxa de recombinação dos pares elétron-buraco. Temperaturas de síntese inferiores resultaram em polimerização incompleta e propriedades fotocatalíticas deficitárias, enquanto a síntese a 325°C provocou processo de carbonização com consequente perda de atividade catalítica. Conclui-se que a temperatura de 300°C representa a condição ótima de síntese, produzindo um material com propriedades estruturais e eletrônicas altamente favoráveis para aplicação em processos avançados de oxidação para remediação ambiental, com a vantagem de utilizar energia solar como fonte de ativação.