Nanopartículas magnéticas como catalisadores no tratamento de águas utilizando o processo de foto-Fenton

O interesse nas aplicações de nanopartículas magnéticas tem crescido em quase todos os campos, destacando-se mais recentemente a utilização de nanopartículas de óxidos de ferro para tratamento de águas. De entre os óxidos de ferro existentes na natureza, destacam-se o a-Fe2O3, o g-Fe2O3 e o Fe3O4, que podem ser preparados laboratorialmente por métodos de co-precipitação [1], decomposição térmica [2] e síntese hidrotérmica [3]. As nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro, também conhecidas como SPIONs - superparamagnetic iron oxide nanoparticles, são um caso particular devido à relação entre a distribuição de tamanhos das partículas e a carga superficial. A implementação destes materiais como catalisadores no tratamento de águas e águas residuais pode revolucionar o conceito das tecnologias catalíticas de tratamento porque quando estas nanopartículas, com propriedades magnéticas, são utilizadas em suspensão (i) proporcionam uma maior área de contacto entre a fase ativa e o meio aquoso e (ii) podem ser rapidamente (e facilmente) separadas do meio líquido por efeito de um campo magnético, ficando retidas no reator catalítico. Desta forma são ultrapassadas, tanto a principal limitação encontrada quando são utilizados catalisadores sem propriedades magnéticas em suspensão (difícil separação por processos de filtração), como a limitação associada à deposição de nanopartículas em substratos fixos (típica diminuição da atividade catalítica). Por outro lado, os compostos farmacêuticos são poluentes de maior relevância devido aos efeitos nefastos que podem causar na saúde pública, nos ecossistemas e no ambiente em geral, onde aparecem como resultado do seu consumo crescente e da sua difícil degradação em estações de tratamento de águas residuais. Estes compostos têm sido encontrados em águas subterrâneas, águas de superfície e inclusivamente em águas utilizadas para consumo, sendo esta última uma situação mais alarmante. Em particular, a difenidramina constituí o princípio ativo de diversos produtos farmacêutico, como o Benadryl®, e é classificada como anti-histamínico de primeira geração para formulações farmacêuticas utilizadas no tratamento de rinite, conjuntivite, insónia, picadas de insetos, enjoos/ansiedade, entre outros. Aparece nas águas devido à sua baixa biodegradabilidade e tem demonstrado efeitos tóxicos, cancerígenos e mutagénicos [4]. Por este motivo, no presente trabalho, foram preparados e caracterizados materiais à base de óxido de ferro com propriedades magnéticas para serem testados na degradação de difenidramina pelo processo de foto-Fenton, onde é utilizada uma mistura catalítica fortemente oxidante de um agente contendo ferro e peróxido de hidrogénio (H2O2)