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Tipo do documento: Dissertação
Título: DESENVOLVIMENTO DE HETEROESTRUTURA À BASE DE HIDROXIAPATITA E MAGADIÍTA PARA REMOÇÃO DE CIPROFLOXACINA EM MEIO AQUOSO
Título(s) alternativo(s): DEVELOPMENT OF A HYDROXYAPATITE AND MAGADIITE-BASED HETEROSTRUCTURE FOR CIPROFLOXACIN REMOVAL IN AQUEOUS MEDIA
Autor: MARTINS, Jaynne dos Santos 
Primeiro orientador: ALCÂNTARA, Ana Clécia Santos de
Primeiro coorientador: GARCIA, Marco Aurélio Suller
Primeiro membro da banca: ALCÂNTARA, Ana Clécia Santos de
Segundo membro da banca: LIMA, Roberto Batista de
Terceiro membro da banca: FURTINI, Josy Anteveli Osajima
Resumo: A crescente preocupação com a poluição ambiental tem impulsionado o estudo de contaminantes emergentes, como os antibióticos, devido aos seus impactos adversos nos ecossistemas aquáticos. Nesse cenário, a fotocatálise heterogênea tem se destacado como uma abordagem promissora para a degradação desses poluentes. Com base nisso, o presente trabalho propõe o desenvolvimento de um fotocatalisador eficiente, combinando hidroxiapatita dopada com prata (Hap-Ag) e suportado magadiíta (Mag), visando a aplicação em processos de remediação. Os materiais foram sintetizados por método hidrotérmico (para a Magadiíta) e precipitação in situ (para os derivados de Hap), sendo caracterizados por difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) com análise por espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDS), isotermas de adsorção-dessorção de nitrogênio (BET) e espectroscopia de refletância difusa (DRS), para determinar material mais eficaz. A atividade fotocatalítica foi avaliada na degradação do antibiótico ciprofloxacina, com a otimização dos parâmetros reacionais. Sob radiação UV, utilizando 50 mL de solução (10 ppm) a pH 4 e 30 mg de catalisador, a heteroestrutura Hap-Ag1/Mag5 alcançou 100% de remoção em 90 minutos. O material também apresentou boa estabilidade, mantendo eficiência superior a 50% após cinco ciclos de reutilização. O menor valor de Carbono orgânico não purgável obtido para essa amostra indica uma maior eficiência de mineralização do contaminante. Nos testes eletroquímicos, o diagrama de Nyquist revelou menor semicircunferência para a amostra Hap-Ag1/Mag5, sugerindo menor resistência à transferência de carga, possivelmente associada à melhor dispersão da prata e à formação de uma rede condutora mais eficiente. A resposta transiente de fotocorrente demonstrou maiores picos de corrente sob iluminação, indicando separação mais eficiente dos pares elétron-lacuna. Por fim, testes com sequestradores de radicais apontaram que lacunas fotoexcitadas (h⁺) são as principais espécies reativas envolvidas no mecanismo de degradação. Esses resultados evidenciam o potencial da heteroestrutura desenvolvida para aplicações em processos de tratamento de águas contaminadas por fármacos.
Abstract: The growing concern about environmental pollution has driven the investigation of emerging contaminants, such as antibiotics, due to their adverse impacts on aquatic ecosystems. In this context, heterogeneous photocatalysis has emerged as a promising approach for the degradation of these pollutants. Based on this, the present work proposes the development of an efficient photocatalyst by combining silver-doped hydroxyapatite (Hap-Ag) supported on magadiite (Mag), aiming at its application in remediation processes. The materials were synthesized using a hydrothermal method (for Magadiite) and in situ precipitation (for Hap derivatives), and characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), nitrogen adsorption-desorption isotherms (BET), and diffuse reflectance spectroscopy (DRS), to determine the most efficient composition. The photocatalytic activity was evaluated for the degradation of the antibiotic ciprofloxacin, with optimization of the reaction parameters. Under UV irradiation, using 50 mL of solution (10 ppm) at pH 4 and 30 mg of catalyst, the heterostructure Hap-Ag1/Mag5 achieved 100% removal within 90 minutes. The material also exhibited good stability, maintaining over 50% efficiency after five reuse cycles. The lowest Non-purgeable organic carbon value observed for this sample indicates a more efficient contaminant mineralization. In the electrochemical tests, the Nyquist plot showed a smaller semicircle radius for the Hap-Ag1/Mag5 sample, suggesting lower charge transfer resistance, possibly associated with better silver dispersion and the formation of a more efficient conductive network. The transient photocurrent response showed the highest current peaks under illumination, indicating more effective separation of electron-hole pairs. Finally, radical scavenger tests indicated that photoexcited holes (h⁺) are the main reactive species involved in the degradation mechanism. These results highlight the potential of the developed heterostructure for applications in the treatment of water contaminated by pharmaceuticals.
Palavras-chave: Materiais Heteroestruturados;
Hidroxiapatita;
Magadiíta;
Fotocatálise
Heterostructured Materials;
Hydroxyapatite;
Magadiite;
Photocatalysis
Área(s) do CNPq: Ecologia Aplicada
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA/CCET
Citação: MARTINS, Jaynne dos Santos. Desenvolvimento de heteroestrutura à base de hidroxiapatita e magadiíta para remoção de ciprofloxacina em meio aquoso. 2025. 73 f. Dissertação( Programa de Pós-graduação em Química/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6451
Data de defesa: 17-Jul-2025
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUIMICA

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