Síntese e caracterização de hidrogéis para adsorção de contaminantes
Data
2024-11-01
Autores
Silva, Paula Paulino
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Resumo
A crescente preocupação com a poluição hídrica, primariamente causada por atividades industriais, apresenta desafios significativos. Agentes poluentes como corantes e metais tóxicos, frequentes em águas residuais, requerem tratamento adequado para evitar danos ambientais e a saúde pública. O desenvolvimento de materiais com eficiência na purificação/recuperação desses recursos, oferecendo uma alternativa ambientalmente amigável, é fundamental. Neste trabalho, hidrogéis de celulose (CEL) e alginato (AL), carboximetilcelulose (CMC) e alginato (AL), com e sem epicloridrina (ECH) utilizando o cloreto de cálcio 1% (m/v) como solução coletora foram produzidos por extrusão/solidificação e caracterizados para aplicação na remoção de contaminantes em meio aquoso. Os hidrogéis CEL/AL e CMC/AL, na proporção 50/50 (m/m) e CEL/AL+ECH e CMC/AL+ECH, também na proporção 50/50 (m/m), foram caracterizados por técnicas como: Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier modo de reflexão total atenuada (FTIR-ATR), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), porosidade por Fisissorção de Nitrogênio por Brunauer-Emmett-Teller, Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e Difração de Raios X (DRX). Observou-se que os hidrogéis CEL/AL e CEL/AL+ECH, apresentam uma morfologia esférica irregular, enquanto os hidrogéis CMC/AL e CMC/AL+ECH exibem uma superfície mais compacta. A reticulação com ECH trouxe para os hidrogéis CEL/AL+ECH 50/50 e CMC/AL+ECH 50/50 menor perda de massa durante o intumescimento, maior índice de intumescimento (I%) e propriedades amorfas comparado aos hidrogéis sem ECH. O modelo cinético de pseudo-segunda ordem (PSO) descreve melhor a velocidade de adsorção do corante MB e dos íons Cd (II) para o hidrogel de CMC/AL 50/50 e corante MB para o hidrogel de CEL/AL 50/50. Na adsorção dos íons Cd (II) para o hidrogel de CEL/AL 50/50 o modelo cinético de pseudo-primeira ordem (PFO) ajustou-se melhor. Os hidrogéis reticulados com ECH na adsorção de íons Cd (II) e Ni (II) foi melhor representado pelo modelo de PSO. A baixa eficiência de dessorção dos íons Cd (II) e Ni (II) (< 50%) nos hidrogéis CEL/AL+ECH 50/50 e CMC/AL+ECH 50/50 indicou que a quimiossorção é predominante no processo de adsorção. Ambos os hidrogéis, com e sem reticulação, demonstraram eficiência satisfatória acima de 50% na remoção dos contaminantes estudados, sugerindo seu potencial como adsorventes renováveis para corantes catiônicos e íons metálicos potencialmente tóxicos em meios aquosos.
Descrição
Palavras-chave
Hidrogéis, Polissacarídeos, Biopolimeros, Adsorção, Água - Aspectos ambientais, Poluição, Corantes - Aspectos ambientais