Preparação e caracterização de membranas de poli (fluoreto de vinillideno) - PVDF com óxido de grafeno reduzido obtidas pela técnica de aerografia visando aplicação na remoção de corantes

Abstract

Devido à quantidade considerável de resíduos de difícil separação gerados pelo homem, nas/pelas atividades industriais e agropecuárias, a preocupação com a preservação do meio ambiente e dos recursos naturais vem ganhando grande relevância no debate científico, uma vez que o aumento da concentração desses materiais tem atingido toda a cadeia alimentar. Nessa perspectiva, a produção de membranas de micro e nanofibras poliméricas utilizadas na remediação de poluentes, tem sido intensamente estudada na tentativa de diminuir esses impactos. Suas características únicas, como alta área superficial, atribuída às estruturas nanométricas e alta porosidade, relacionada à elevada interconectividade da rede formada, são dependentes dos polímeros utilizados. Neste trabalho, foi desenvolvida uma metodologia rápida e fácil para a produção de membranas de micro e nanofibras de poli (fluoreto de vinilideno) (PVDF) com a incorporação de Óxido de Grafeno Reduzido (RGO), usando um aerógrafo comercial para remoção de corantes. Foram realizadas caracterizações tanto morfológicas quanto estruturais, como microscopia eletrônica de varredura (MEV), difratometria de raios-X (DRX), análise térmica por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e análise termogravimétrica (TG), molhabilidade por ângulo de contato, além de estudos cinéticos para remoção do corante Azul de Metileno (AM) e do Rodamina (RD), tanto em meio aquoso quanto em mistura água/etanol (90/10). A técnica de MEV evidenciou amostras com grande quantidade de fibras lisas, uniformes, cilíndricas e pouco aglomeradas, cujos diâmetros foram inferiores a 100 nm. A técnica DSC revelou que o ponto de fusão não foi alterado, e o TG evidenciou a boa estabilidade térmica. O ângulo de contato demonstrou que a incorporação eleva a hidrofobicidade das membranas. Quanto aos testes de adsorção, as membranas apresentaram dependentes do RGO incorporados em ambos os meios, alcançando tempo de equilíbrio em 120h. Para as amostras com maior concentração, constatou-se uma remoção de 83% para o corante AM e 74% para o corante RD em meio aquoso; e, em meio água/etanol, 35% para AM e 53% para RD. Quanto aos modelos cinéticos, eles permutam entre pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem. Quanto às análises do modelo cinético de isoterma, Langmuir-Freundlich (L-F) em meio aquoso é o mais apropriado. Já para o meio água/etanol, o modelo de Langmuir, Freundlich e Dubinin-Radushkevich descreve melhor o processo de adsorção.