Os processos oxidativos avançados (POAs) são alternativas para o tratamento e descontaminação de águas, valendo-se do alto potencial oxidante do radical hidroxila. Dentre as metodologias mais comuns, pode-se destacar a fotocatálise. Apesar de várias vantagens, a fotocatálise enfrenta uma série de fatores que dificultam seu aumento de escala, principalmente os relacionados ao seu caráter heterogêneo e à iluminação homogênea de reatores. Uma possível solução para estes problemas é a imobilização do fotocatalisador em superfícies porosas. Neste trabalho, avaliou-se a possibilidade da formação de cerâmicas de TiO₂, fotoativas, porosas, a partir da metodologia da réplica, utilizando-se moldes sintéticos (poliuretano) e naturais (Luffa cylindrica). A partir de uma seleção cuidadosa dos materiais sólidos formadores de suspensão e do ciclo térmico utilizado para a sinterização, obteve-se sucesso na formação de estruturas cerâmicas porosas. Entretanto, em uma aplicação direta, as réplicas cerâmicas demonstraram baixa atividade fotocatalítica para a remoção do poluente-modelo bisfenol A (BPA), mesmo após 4 h de irradiação. Assim, otimizou-se o recobrimento daquelas estruturas com filmes de materiais reconhecidamente fotocatalíticos, como o nitreto de carbono grafítico e o trióxido de tungstênio. Ao final da otimização, obtiveram-se materiais capazes de remover 64% de BPA (C_BPA = 100 µg L^-1) em 30 min, no modo batelada, com radiação ultravioleta. Observou-se a perda de atividade fotocatalítica destes materiais após poucos ciclos de reação, o que foi minimizada pela incorporação de peróxido de hidrogênio no meio reacional. Estando os parâmetros reacionais ajustados, otimizou-se a operação de reator no modo batelada com reciclo. Ao término da otimização, foi possível a remoção de 99% de BPA, em 90 min sob radiação visível, tratando-se três vezes mais volume do que em batelada. Caracterizações do filme de recobrimento forneceram informações sobre a sua estrutura e composição. Por fim, a determinação dos produtos de degradação formados forneceu indícios tanto do mecanismo de reação, quanto da ecotoxicidade e lipofilicidade dos mesmos.

Advanced oxidation processes (AOPs) are an option for water treatment and decontamination, that take advantage of the high oxidizing potential of the hydroxyl radical. Among the most common methodologies, photocatalysis can be highlighted. Despite several advantages, photocatalysis faces a series of factors that hinder its scale-up, mainly the ones related to its heterogeneous nature and the homogeneous illumination of reactors. One possible solution to address these issues is the immobilization of the photocatalyst on porous surfaces. This work, assesses the possible formation of photoactive, porous, TiO₂ ceramics by the replication methodology, employing synthetic (polyurethane) and natural (Luffa cylindrica) templates. After carefully selecting the solid, suspension-forming materials and the thermal cycle used for sintering, the successful formation of porous ceramic structures was achieved. However, in a direct application, the ceramic replicas showed low photocatalytic activity for removing the model-pollutant, bisphenol A (BPA), even after 4 h of irradiation. Therefore, one optimized the coating of those structures support with films of recognized photocatalytic materials, such as graphitic carbon nitride and tungsten trioxide. By the end of the optimization procedure, materials capable of removing 64% of BPA (C_BPA = 100 µg L^-1) in 30 min, batch mode, and ultraviolet irradiation, were obtained. It was observed that the materials lost their photocatalytic activity after a few reaction cycles, which was minimized by adding hydrogen peroxide to the reaction medium. Once the proper reaction parameters were set, the reactor operation in batch mode with recirculation was optimized. By the end of this optimization, it was possible to remove 99% of BPA in 90 min, under visible light irradiation, treating three times more volume than in batch mode. The characterization of the coating film provided information about its structure and composition. Finally, determining the degradation products provided insights regarding the reaction mechanism and their ecotoxicity and lipophilicity.