Esferas poliméricas magnéticas como potencial adsorvente de contaminante

Abstract

A poluição de corpos hídricos é uma das maiores preocupações ambientais da atualidade, especialmente devido à disposição indiscriminada de metais pesados e compostos orgânicos, como o azul de metileno, um corante orgânico comum na indústria têxtil, pode ser um grande poluente se não for tratado adequadamente. Para remediar esses problemas, vários dispositivos estão sendo desenvolvidos, e materiais ecologicamente corretos, como polímeros biodegradáveis, estão sendo cada vez mais utilizados. Um exemplo notável são esferas híbridas de alginato de sódio e quitosana, um polímero natural, capaz de adsorver uma ampla gama de contaminantes. Neste estudo, esferas poliméricas de quitosana e alginato contendo nanopartículas magnéticas (Fe3O4 NPs) foram preparadas a partir da técnica de gelificação iônica. Assim, as esferas produzidas neste trabalho foram adicionadas em concentrações diferentes de azul de metileno, e se mostrou um sistema promissor para remediação de azul de metileno, adsorvendo até 60% do contaminante em menos de 5 horas. Isto ocorreu uma vez que o alginato tem a capacidade de adsorver o azul de metileno através de interações eletrostáticas de seus grupos hidroxila e carboxila com os grupos catiônicos do corante. Com isso, a remediação se mostra mais eficaz e ambientalmente sustentável, especialmente, quando as esferas poliméricas são conferidas com propriedades magnéticas, permitindo a fácil remoção do ambiente.

The pollution of water bodies is one of the major environmental concerns today, especially due to the indiscriminate disposal of heavy metals and organic compounds, such as methylene blue, a common organic dye in the textile industry, which can be a significant pollutant if not properly treated. To address these issues, various devices are being developed, and environmentally friendly materials, such as biodegradable polymers, are increasingly being used. A notable example is hybrid spheres of sodium alginate and chitosan, a natural polymer capable of adsorbing a wide range of contaminants. In this study, chitosan and alginate polymeric spheres containing magnetic nanoparticles (Fe3O4 NPs) were prepared using the ionic gelation technique. Thus, the spheres produced in this work were added at different concentrations of methylene blue, proving to be a promising system for methylene blue remediation, adsorbing up to 60% of the contaminant in less than 5 hours. This occurred because alginate has the ability to adsorb methylene blue through electrostatic interactions of its hydroxyl and carboxyl groups with the cationic groups of the dye. Therefore, remediation is more effective and environmentally sustainable, especially when the polymeric spheres are endowed with magnetic properties, allowing easy removal from the environment.