Adsorção de metais pesados em amostras aquosas utilizando partículas de PVC modificadas com sulfanilamida
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Data
2022-07-29
Autores
Orientador
Castro, Gustavo Rocha de 
Coorientador
Pós-graduação
Biotecnologia - IBB
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
Um dos estudos da engenharia química é o desenvolvimento e aplicação de técnicas para extração de espécies metálicas em meio aquoso. Sempre esteve em evidência e principalmente nas últimas décadas com a contaminação dos recursos naturais e principalmente dos corpos de água. Um dos métodos mais utilizados para esta finalidade é a adsorção, tendo importância para o processo de purificação e separação. Desde o início do século, a técnica de adsorção tem sido objeto de interesse dos pesquisadores, tendo aplicação na proteção ambiental e nas indústrias com intuito de minimizar os seus efluentes ao meio ambiente. Os metais pesados estudados na presente pesquisa foram: Cobre (Cu) e Cobalto (Co); são de interesse ambiental em razão de seu uso intensivo, distribuição e por serem não-degradáveis, podendo acumular-se em matrizes ambientais manifestando toxicidade. Desta forma, a dissertação teve como objetivo sintetizar um material capaz de adsorver espécies metálicas de amostras aquosas utilizando partículas de Policloreto de Vinila (PVC) como adsorventes funcionalizado com sulfanilamida. O material foi caracterizado por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) com o qual constatou a presença de bandas na região do espectro característica do PVC-funcionalizado, que vai de 1500 a 1640 cm-1. São destacadas duas bandas intensas, as quais são atribuídas as vibrações do tipo “tesoura”, de grupamento amina (NH2). Esses resultados podem ser indicativos de que a funcionalização ocorreu com sucesso. Já o experimento de Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios-X (XPS) que corroborou com as análises anteriores indicando a presença de grupos referentes ao ligante sulfanilamida no PVC-funcionalizado. Na determinação de Ponto de Carga Zero (pHpzc), verificou-se a ocorrência da reação de modificação, sendo possível a construção de um modelo. Estudos de adsorção foram realizados para determinação de tempo equilíbrio, influência do pH e capacidade máxima de adsorção do material. O tempo mínimo de contato foi de 40 minutos para os metais Cu e Co, ou seja, uma cinética rápida, alcançando o equilíbrio em poucos minutos de contato. Apresentou maior adsorção em pH próximo de 6, para ambas as espécies metálicas e a capacidade máxima de sorção de íons metálicos determinada experimentalmente para o PVC funcionalizado foi de 0,33 mmol g-1 para o Cu e 0,25 mmol g-1 para o Co.
Resumo (inglês)
One of the studies in chemical engineering is the development and application of techniques for extracting metallic species from an aqueous medium. It has always been in evidence and especially in recent decades with the contamination of natural resources and especially water bodies. One of the most used methods for this purpose is adsorption, which is important for the purification and separation process. Since the beginning of the century, the adsorption technique has been an object of interest to researchers, having application in environmental protection and in industries in order to minimize their effluents to the environment. The heavy metals studied in the present research were: Copper (Cu) and Cobalt (Co); are of environmental interest due to their intensive use, distribution and for being non-degradable, and may accumulate in environmental matrices manifesting toxicity. Thus, the dissertation aimed to synthesize a material capable of adsorbing metallic species from aqueous samples using Polyvinyl Chloride (PVC) particles as adsorbents functionalized with sulfanilamide. The material was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), which confirmed the presence of bands in the spectral region characteristic of PVC-functionalized, which ranges from 1500 to 1640 cm-1. Two intense bands are highlighted, which are attributed to the “scissors” type vibrations, with an amine (NH2) group. These results may be indicative that the functionalization occurred successfully. The XRay Excited Photoelectron Spectroscopy (XPS) experiment, which corroborated the previous analysis, indicated the presence of groups referring to the sulfanilamide ligand in PVC-functionalized. In determining the Zero Load Point (pHpzc), the occurrence of the modification reaction was verified, making it possible to build a model. Adsorption studies were performed to determine equilibrium time, pH influence and maximum adsorption capacity of the material. The minimum contact time was 40 minutes for Cu and Co metals, that is, a fast kinetics, reaching equilibrium in a few minutes of contact. It showed higher adsorption at pH close to 6 for both metallic species and the maximum 10 sorption capacity of metallic ions experimentally determined for functionalized PVC was 0.33 mmol g-1 for Cu and 0.25 mmol g-1 for the Co.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português