Degradazione fotocatalitica del paracetamolo = Photocatalytic degradation of paracetamol

Il continuo sviluppo dell'industria farmaceutica globale ed il conseguente aumento del consumo di farmaci e prodotti per la cura del corpo e l’igiene personale (collettivamente chiamati in lingua inglese PPCPs – pharmaceuticals and personal care products), hanno contribuito alla contaminazione delle acque, pregiudicando la qualità dei corpi idrici superficiali, delle riserve di acqua potabile dei laghi, nonché la qualità delle acque sotterranee ubicate in prossimità dei fiumi. I sopracitati PPCPs, tra i quali si annovera l’antiinfiammatorio non steroideo “paracetamolo” (appartenente alla famiglia dei contaminanti contenenti azoto ed oggetto di studio in questa Tesi), rientrano nella categoria dei Contaminanti Emergenti (ECs). Si tratta di contaminanti che non vengono rimossi mediante i trattamenti convenzionali di depurazione. Negli ultimi anni si sono sviluppate perciò alcune tecniche innovative di trattamento delle acque, tra le quali i processi di ossidazione avanzata (AOPs, Advanced oxidation processi). La fotocatalisi, appartenente alla categoria degli AOPs, coinvolge fotocatalizzatori eterogenei (come TiO2, dopata e non) e la radiazione UV-Vis oppure la radiazione solare. L'efficienza di rimozione di questa tecnica dipende sia dalla velocità di generazione dei radicali liberi (OH∙) sia dall'entità del contatto tra radicali e composti organici. Il risultato finale più auspicabile è la completa mineralizzazione delle molecole dei contaminanti. L’obiettivo di questa tesi è stato studiare la degradazione fotocatalitica del paracetamolo, prescelto come farmaco modello, utilizzando il diossido di titanio (TiO_2). E’ stata testata l’efficienza di fotodegradazione di alcuni campioni di TiO_2 mesoporosa ottenuti in laboratorio (M-TiO_2, RM-TiO_2, B_200, B_600) e di alcuni campioni commerciali (anatasio, rutilo e P25, una miscela di anatasio e rutilo) seguendo specifiche condizioni operative, in cui è stata variata più volte la concentrazione di polvere ed il pH. I risultati ottenuti con le polveri sintetizzate in laboratorio sono stati comparati con quelli conseguiti con la polvere commerciale Degussa P25. Inizialmente le prove sono state effettuate con una concentrazione di 1 g/L di fotocatalizzatore e successivamente sono state ripetute optando per una concentrazione che garantisse una determinata area superficiale esposta. A seguito di ricerche bibliografiche si è optato poi per variare il pH della soluzione con l’intento di massimizzare l’efficienza di degradazione. E’ stato inoltre provato che la procedura di sintesi influenza le caratteristiche del campione e risulta particolarmente impattante sull’esito finale della prova. Infine dall’analisi degli spettri di assorbimento del paracetamolo è stato possibile fare delle considerazioni in merito alla formazione di sottoprodotti di reazione, riconducibili a intermedi riportati in letteratura.