Síntese e caracterização de compósito areia/ácido cítrico aplicado na filtragem de água

Abstract

A utilização de águas residuais domésticas tratadas tornou-se uma necessidade e é geralmente aceita globalmente como um importante recurso hídrico devido à escassez global de abastecimento de água. O material mais utilizado atualmente na purificação de água é o carvão ativado derivado de fontes vegetais. Tem sido mostrado que o grafeno quimicamente sintetizado, bem como o óxido de grafeno, podem ser ancorados na superfície da areia de rio para fazer adsorventes eficazes que removem íons de metais pesados, pesticidas, e corantes naturais. Esses materiais apresentam maior capacidade de adsorção em comparação ao carvão ativado quando se comparam massas iguais de carbono. O grafeno tem se mostrado um material muito promissor devido às suas características notáveis, sendo foco de pesquisas ilimitadas e acredita-se que seja capaz de revolucionar o processo de tratamento de águas residuais domésticas. Assim, neste projeto de pesquisa, apresenta-se uma proposta de estudo (preparação e caracterização) de materiais compósitos areia/grafeno aplicados na purificação de água. Nosso objetivo final é obter um material compósito, a partir de ácido cítrico anexado à areia comum de construção sem a necessidade de ligantes de modo a atuar como adsorvente de contaminantes. Pretende-se diretamente estudar a eficiência desse compósito na purificação de pigmentos. Serão usadas soluções de água e rodamina 6G para determinar a eficácia na adsorção pelo compósito, além de uma solução de Azul Procion. Serão realizadas medidas de espectroscopia de absorção das soluções após a adição dos compósitos e filtragem. As técnicas de espectroscopia Raman, espectroscopia de infravermelho e microscopia óptica serão empregadas com o intuito de analisar a morfologia e estrutura do compósito areia/ácido cítrico.

The use of treated domestic wastewater has become a necessity and is generally accepted globally as an important water resource due to the global shortage of water supply. The most commonly used material in water purification is activated carbon derived from vegetable sources. It has been shown that chemically synthesized graphene as well as graphene oxide can be anchored on the surface of river sand to make effective adsorbents that remove heavy metal ions, pesticides and natural dyes. These materials have higher adsorption capacity compared to activated carbon when comparing equal masses of carbon. Graphene has proven to be a very promising material because of its remarkable features, being the focus of unlimited research and believed to be capable of revolutionizing the domestic wastewater treatment process. Thus, this research project presents a proposal for the study (preparation and characterization) of sand/graphene composites applied in water purification. Our ultimate goal is to obtain a composite material, from citric acid attached to the common building sand without the need for binders in order to act as an adsorbent for contaminants. It is intended to directly study the efficiency of this composite in the purification of pigments. Water and rhodamine 6G solutions will be used to determine the adsorption efficiency of the composite, besides an other solution of Blue Procion. Measurements of absorption spectroscopy of solutions after the addition of composites and filtration will be performed to analyze the adsorption capacity. The techniques of Raman spectroscopy, Infrared spectroscopy and optical microscopy will be used in order to analyze the morphology and structure of sand/citric acid composite.