Estudo de processos fotofísicos e fotoquímicos em porfirinas com potencial uso na degradação fotocatalítica de poluentes emergentes

Os chamados poluentes emergentes (PEs) como os fármacos, derivados de combustíveis, pesticidas e microplásticos, vem se destacando como potenciais causadores de emergências de saúde. Geralmente dispersos em rios e lagos ou amostras de água tratada, tais substâncias oriundas de atividades antropogênicas, são cada vez mais frequentes e, diferentemente de poluentes comumente tratáveis, PEs não podem ser remediadas pelos métodos convencionais de tratamento como filtração, floculação e sedimentação. Tal contexto indica que novas metodologias capazes de degradar tais substâncias persistentes serão bastante relevantes em um futuro próximo. A fotocatálise destaca-se como uma estratégia versátil para este propósito, baseando-se na irradiação de uma molécula fotoativa mediadora (fotocatalisador) para degradar os PEs por meio de reações fotoquímicas específicas e controladas. Nesse projeto, propõe-se o estudo de diferentes tipos de porfirinas como potencial fotocatalisadores para degradação de poluentes oriundos das classes dos fármacos e dos solventes clorinados. Através de um conjunto robusto de métodos espectroscópicos (absorção UV-vis, fluorescência estacionária, fluorescência resolvida no tempo (TCSPC e TRES), Raman e FTIR), uma investigação sistemática é proposta buscando elucidar o papel da estrutura dos fotocatalisadores, os efeitos das concentração inicial e pH, e a influência de interações intermoleculares sobre a cinética de degradação dos PEs-alvos. Além disso, o estabelecimento de misturas binárias de solventes pode impactar a efetividade das reações. Também deve ser avaliado o papel dos tipos de excitação molecular sobre as fotorreações, aonde fotorreações baseadas em absorção de um fóton serão comparadas com as fotorreações mediadas pelo processo de absorção de estado excitado (absorção de dois fótons sequencialmente). Este tipo de discussão na área ainda não é bem elucidado. Esse conjunto de investigações deve trazer discussões inovadoras para a literatura e servir de base para futuras estratégias de criação de novos fotorreatores visando reduzir a quantidade de PEs no meio ambiente.