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Abstract:
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Os poluentes emergentes representam um risco significativo à saúde humana e ao meio ambiente, sendo o cloridrato de tetraciclina (TC-HCl) um exemplo amplamente detectado em diferentes matrizes hídricas, inclusive no Brasil. A relevância desse problema é evidenciada pela sua inserção nas metas de desenvolvimento sustentável da ONU. Nesse contexto, o óxido de zinco (ZnO) destaca-se como material catalisador promissor na eliminação desses contaminantes por mecanismos de fotocatálise. No entanto, sua eficiência é limitada, demandando modificações estruturais que melhorem suas propriedades eletrônicas. A formação de heterojunções com óxido de cobre (CuO) surge como estratégia atrativa, devido ao efeito sinérgico entre os semicondutores. Para a obtenção desses materiais, empregou-se a síntese por combustão em solução (SCS), técnica eficiente para a produção de óxidos metálicos nanométricos, utilizando nitratos metálicos e sacarose como precursores. Foram preparados pós de ZnO e suas combinações com diferentes teores de CuO, a partir de variações nas razões molares de nitrato de zinco e cobre. As sínteses foram realizadas em forno mufla a 500 °C, seguidas por calcinação na mesma temperatura por 10 minutos. A caracterização estrutural por DRX confirmou a formação dos óxidos de Zn e Cu, e o refinamento de Rietveld indicou tamanho médio de cristalito de ~50 nm, com variações conforme o teor de CuO. As análises de MEV/EDS revelaram morfologia porosa e distribuição homogênea dos elementos Zn, Cu e O. O FTIR confirmou a presença de bandas características de ZnO e CuO (500–700 cm⁻¹). O cálculo do band gap pelo método de Kubelka-Munk evidenciou redução em relação aos óxidos puros, atingindo 1,7 eV para a heterojunção ZnO/CuO (contra 3,1 eV do ZnO e 1,8 eV do CuO), demonstrando a sinergia eletrônica entre os materiais. Nos testes fotocatalíticos para degradação da TC-HCl, os materiais apresentaram não apenas atividade fotocatalítica, mas também elevada capacidade adsortiva, removendo até metade do poluente antes da irradiação. Sob luz, obteve-se 83,62% de degradação com 91,49% de abatimento total, e constante de velocidade de 32,15 × 10⁻³ min⁻¹, considerada elevada frente à literatura. Assim, este trabalho demonstra que a heterojunção ZnO/CuO obtida via SCS constitui uma rota eficiente, rápida e promissora para a remediação de poluentes emergentes em sistemas aquosos. |
