Imobilização de ZnO e Nb₂O₅ nanocristalino em membranas impressas em 3D

Resumo

A crescente presença de contaminantes emergentes em corpos d’água tem impulsionado o desenvolvimento de materiais fotocatalíticos avançados capazes de promover a degradação eficiente desses poluentes. Neste contexto, a incorporação de semicondutores nanoestruturados em matrizes cerâmicas impressas em 3D apresenta-se como uma estratégia promissora para superar desafios clássicos da fotocatálise heterogênea, como a difícil recuperação do catalisador e a perda de eficiência em ciclos sucessivos. Assim, o presente estudo objetiva desenvolver, caracterizar e avaliar membranas cerâmicas impressas em 3D contendo ZnO e Nb₂O₅ nanocristalinos imobilizados, visando aplicações em processos de descontaminação de água. Para isso, foram sintetizadas partículas de ZnO e Nb₂O₅, incorporadas à matriz de metacaulim por meio de rotas empregando extrusão e posterior impressão 3D. As membranas foram caracterizadas por DRX, FTIR, MEV, EDX, Raman e UV-Vis, permitindo avaliar a formação de fases, morfologia, distribuição dos óxidos e propriedades ópticas. Os resultados indicam que a impressão 3D possibilita a obtenção de estruturas porosas, mecanicamente estáveis e com distribuição homogênea dos semicondutores, favorecendo a interação luz–catalisador e o fluxo de solução. Os testes iniciais de fotodegradação mostram atividade significativa frente ao antibiótico ciprofloxacino, evidenciando o potencial das membranas para uso em sistemas contínuos de tratamento de água. Conclui-se que a abordagem proposta integra de forma eficiente impressão 3D e fotocatálise, abrindo caminho para o desenvolvimento de dispositivos modulares e reutilizáveis para o tratamento avançado de efluentes.