Preparação e caracterização de filtros de TNT incorporados com Óxido de Grafeno para coleta de Material Particulado atmosférico

Abstract

A baixa qualidade do ar tem efeitos adversos para o clima, ecossistemas e para a saúde humana. O Material Particulado (MP) é um dos principais poluentes atmosféricos e representa uma séria preocupação para a saúde, sendo associada a doenças respiratórias e cardiovasculares, além de aumento das taxas de mortalidade. Entre os diferentes tamanhos de partículas, aquelas com menos de 100 nm de diâmetro (MP0,1) passam por transformações como modificações no tamanho, estrutura e composição química devido à sua alta área superficial e reatividade, sendo precursoras de partículas nocivas e persistentes. Entre as tecnologias de controle, os filtros e membranas contendo Óxido de Grafeno (GO) têm alta capacidade para capturar MP. Assim, objetiva-se com este trabalho, o desenvolvimento, caracterização e análise da filtração de particulado por filtros de Tecido Não Tecido de polipropileno (TNT-PP) incorporados com GO. Para tanto, a modificação de filtros meltblown comerciais com surfactante Pluronic F-127 e GO ocorreu por duas técnicas: spray e imersão, gerando um revestimento nanoestruturado sobre as microfibras. A caracterização dos flocos de GO foi realizada por Microscopia de Força Atômica (AFM). Enquanto as morfologias e composição dos filtros foram caracterizadas pela Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), perfilometria de contato, espectroscopia Raman, espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR) e tensiometria para ensaio de ângulo de contato. As imagens MEV demonstraram a conformação das fibras, bem como a evolução da formação do filme a partir da deposição de camadas de spray de GO. Os filtros TNT-PP/GO também foram avaliados quanto à captura do particulado por um Analisador de Partículas por Mobilidade Elétrica (SMPS). Nesse contexto, a eficiência de filtração do MP0,1 é maior no meio filtrante funcionalizado (80,4%) em comparação ao filtro sem cobertura (66,2%) devido à presença de grupos funcionais oxigenados do GO. Além da manutenção da baixa queda de pressão (18,6 Pa) e fator de qualidade ~0,086 Pa-1 para a vazão do gás de 1,5 L/min. Assim, o protocolo de incorporação por spray revelou-se eficaz no melhoramento do meio filtrante, apresentando-se como uma estratégia viável e promissora para o desenvolvimento de novos materiais.