Estudo do comportamento de nanopartículas de dióxido de titânio em diferentes suspensões

Dissertação efectuada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em engenharia de Materiais

Neste trabalho procurou caracterizar-se diferentes suspensões de nanopartículas de dióxido de titânio. Embora estas partículas já estejam a ser incorporadas numa variada gama de produtos do mercado, desde cosméticos, dentífricos, tintas, etc., a avaliação do seu efeito toxicológico nos ecossistemas e na saúde dos seres humana e animal começa agora a dar os primeiros passos. Neste trabalho pretendeu-se fazer um estudo preliminar do comportamento das nanopartículas de TiO2 quando em suspensão aquosa, tendo em vista futuros estudos de ecotoxicologia. A dinâmica das nanopartículas em suspensão é um campo em que os métodos de caracterização não estão optimizados, sendo necessário recorrer a diferentes técnicas para se poder obter uma informação o mais fiável e reprodutível possível. Uma vez que algumas dessas técnicas são complexas e/ou intrusivas, neste trabalho optou-se por fazer uma primeira caracterização das diferentes suspensões, através da espectroscopia do visível. Deste modo pretendeu-se avaliar o tempo de sedimentação das nanopartículas, medindo a transmitância da suspensão ao longo do tempo. Foram preparadas diferentes suspensões com o objectivo de avaliar uma vasta gama de possibilidades visando situações reais de introdução das nanopartículas nos meios aquáticos. Assim foi estudado o efeito de: a) pH; b) várias qualidades de água; c) acetona e álcoois como solventes; d) efeito de diferentes dispersantes; e) iluminação com Ultravioletas. Neste estudo avaliou-se o tempo de sedimentação das nanopartículas em suspensão e o próprio sedimento. Para tal recorreu-se a variadas técnicas tais como SEM, TEM, XRD e XRF para a caracterização quer do pó de partida quer do sedimento. As partículas em suspensão foram dispersadas com ultra-sons tendo-se realizado um estudo prévio do efeito do tempo e frequência do sonicador nas características ópticas das suspensões. Verificou-se que independentemente do meio utilizado as nanopartículas apresentaram sempre tendência a sedimentar, porém o tempo de sedimentação teórico calculado por tratamento de dados obtidos por espectroscopia do visível originou tempo de sedimentação entre as 8 e as 431 horas. Os resultados obtidos por SEM e DRX mostraram que os factores estudados não causaram alterações estruturais nas nanopartículas de dióxido de titânio. Pela espectroscopia do visível obteve-se uma aproximação do tempo de sedimentação para todas as amostras estudadas.