Rôle des nanoparticules de TiO2 dans la réduction de la toxicité des colorants et des médicaments pharmaceutiques

December 13, 2022

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Les nanoparticules de dioxyde de titane (TiO₂) jouent un rôle clé dans la dépollution environnementale grâce à leurs propriétés photocatalytiques. Elles dégradent efficacement des colorants toxiques (ex. : orange méthyle, 72 % sous lumière solaire) et des résidus pharmaceutiques tels que le digluconate de chlorhexidine (68,2 % sous UV), la lévofloxacine (97 % avec composite G-TiO₂) et la carbamazépine (98 % avec composite TiO₂/coque de noix de coco). Pour améliorer leur performance — limitée par une faible surface spécifique et une tendance à l’agglomération — elles sont souvent immobilisées sur des supports comme la zéolite, l’alumine ou le carbone actif. Cette approche promet de réduire significativement la toxicité des eaux usées industrielles, notamment pharmaceutiques.

Les nanoparticules de TiO2 ont de larges applications dans l'industrie ; certaines d'entre elles sont utilisées dans les cosmétiques, les colorants, le papier, l'industrie plastique et de caoutchouc, les additifs alimentaires, les matériaux de construction, le revêtement des bâtiments, les pigments, les dispositifs médicaux, les écrans solaires, la détection de gaz.

Rôle des nanoparticules de TiO2 dans la réduction de la toxicité des colorants et des médicaments pharmaceutiques

Le TiO2 agit comme un nanocatalyseur dans la dégradation du colorant orange méthyle. Les nanoparticules de TiO2 synthétisées à l'aide d'extrait de peau deCitrus paradisiont montré une dégradation de 72 % du colorant orange méthyle en utilisant la lumière du soleil. L'antiseptique couramment utilisé dans l'industrie pharmaceutique, le digluconate de chlorhexidine (CHD), affecte l'environnement aquatique en induisant une résistance chez les micro-organismes et affecte également la santé humaine. En utilisant des conditions optimales d'intensité lumineuse UV de 50 μW cm−2, un pH de 10,5, un ratio substrat-catalyseur de 2,5:1, une dégradation de 68,2 % du digluconate de chlorhexidine (CHD) a été atteinte en utilisant le dioxyde de titane comme photocatalyseur.

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À l'avenir, il est possible de réduire les effets toxiques des eaux usées générées par l'industrie pharmaceutique. Les chercheurs ont essayé des nanocomposites pour l'élimination des antibiotiques de l'environnement. Les composites G-TiO2 ont montré une efficacité d'élimination de 97 % de la lévofloxacine (pour 1 mg/l) en utilisant une puissance UV de 300 W et un temps d'irradiation de 45 min. L'utilisation de TiO2 comme sorbant est limitée en raison de sa faible surface qui est capable d'éliminer les contaminants à faible concentration. Pour réduire sa capacité d'agglomération et augmenter sa surface ainsi que son activité photocatalytique, le TiO2 a été supporté sur de la zéolite, de l'alumine, du carbone activé et de l'acier inoxydable. Des composites de TiO2 avec de la poudre de coque de noix de coco ont été préparés en utilisant la méthode sol-gel avec traitement thermique. Ces composites ont été rapportés pour éliminer 98 % de la carbamazépine, un médicament antiépileptique qui est un polluant organique important.

TiO2Les nanoparticules peuvent être utilisées pour la photodégradation de colorants toxiques et d'autres médicaments pharmaceutiques, évitant ainsi des effets nocifs sur l'environnement.

Biosynthèse des nanoparticules de TiO2

Effets toxiques de TiO2 sur l'écosystème