Síntese e aplicação de material sorvente tipo Fe-MCM-41 a partir da lama de minerção proveniente do rompimento de barragem em Mariana-MG

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dc.contributor.advisorYabe, Maria Josefa Santos
dc.contributor.authorQuirino, Juliana Nunes
dc.contributor.bancaUrbano, Alexandre
dc.contributor.bancaRinaldi, Andrelson Wellington
dc.contributor.bancaSegatelli, Mariana Gava
dc.contributor.bancaFerreira, Odair Pastor
dc.coverage.extent107 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2025-02-27T13:45:48Z
dc.date.available2025-02-27T13:45:48Z
dc.date.issued2023-06-30
dc.description.abstractA contaminação de compartimentos ambientais por elementos potencialmente tóxicos (EPT) tem sido causa de preocupação, tornando necessárias alternativas para seu monitoramento e possível remoção do ambiente. A Fe-MCM-41, aqui sintetizada utilizando um surfactante, o brometo de hexadeciltrimetilamônio (CTAB), e uma fonte de Si e Fe da lama de mineração (LM) proveniente do acidente ocorrido em Mariana-MG, possui potencial para sorção de diversas espécies químicas. Portanto, este estudo buscou realizar a extração e o reaproveitamento de Fe e Si da LM para a síntese da Fe-MCM-41 a ser aplicado na sorção de elementos potencialmente tóxicos (EPT). O melhor método de extração dos elementos propostos da LM foi determinado e, a partir da extração foi realizada a síntese da Fe-MCM-41, variando as proporções de Si e CTAB, para comparação e obtenção do melhor material. Os materiais foram caracterizados por análises de difração de raios-X (DRX), fisissorção de N2 a 25◦C, espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e espectroscopia de reflectância difusa no UV-vis, e todos demonstraram uma estrutura característica de Fe-MCM-41. O material de maior área superficial e diâmetro de poros foi aplicado em experimentos de sorção-dessorção em batelada, com Fe3+, Mn2+, Cu2+, Pb2+, Ni2+, Ag+ e Cd2+, que apresentaram capacidades máximas de sorção de 4,80; 2,30; 1,00; 0,70; 0,66; 0,66 e 0,48 mmol g−1, respectivamente. Também foi realizada a modificação de dispositivos DGT com o material sintetizado, verificando-se a viabilidade de utilização para o monitoramento ambiental dos EPT. A eficiência na diminuição de custos e reaproveitamento da LM na síntese do material proposto possibilitou sua aplicação na sorção de possíveis contaminantes, podendo ser utilizado em dispositivos DGT (diffusive gradients in thin films) aplicados ao monitoramento ambiental.
dc.description.abstractother1Contamination of environmental compartments by potentially toxic elements (EPT) has been a cause of concern, making necessary alternatives for their monitoring and possible removal from the environment. Fe-MCM-41 has the potential for sorption of several chemical species, synthesized using a surfactant, such as hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB), and a source of Si and Fe, which can be extracted from the mining residue sludge (MRS) from the accident occurred in Mariana-MG and reused. This study aims to perform the extraction of Fe and Si from MRS for Fe-MCM-41 synthesis to be applied in the PTE sorption. The best method for extracting the proposed elements from the MRS was determined, and, from the extraction, the synthesis of Fe-MCM-41 was carried out, varying the proportions of Si and CTAB for comparison and obtaining the best material. The materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), N2 physisorption, Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), transmission electron microscopy, (TEM), and UV-vis analyses, and all of them showed the characteristic structure of Fe-MCM-41. The material with the highest surface area and pore diameter was applied in batch sorption-desorption experiments with Fe3+, Mn2+, Cu2+, Pb2+, Ni2+, Ag+, and Cd2+, which showed maximum sorption capacities of 4,80; 2,30; 1,00; 0,70; 0,66; 0,66 e 0,48 mmol g−1, respectively. Modification of DGT devices with the synthesized material was also carried out, verifying the feasibility of using it for EPT environmental monitoring. The efficiency in cost reduction and reuse of MRS in the synthesis of the proposed material allowed its application in the sorption of possible contaminants, being able to be used in DGT (diffusive gradients in thin films) devices applied to environmental monitoring.
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/18578
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCE - Departamento de Química
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Química
dc.subjectSorção-dessorção
dc.subjectMobilidade
dc.subjectReaproveitamento
dc.subjectEPT
dc.subjectAgentes ativos de superfícies
dc.subjectBrometo de hexadeciltrimetilamônio
dc.subjectMeio ambiente
dc.subject.capesCiências Exatas e da Terra - Química
dc.subject.cnpqCiências Exatas e da Terra - Química
dc.subject.keywordsSorption-desorption
dc.subject.keywordsMobility
dc.subject.keywordsReuse
dc.subject.keywordsPTE
dc.subject.keywordsSurface active agents
dc.subject.keywordsHexadecyltrimethylammonium bromide
dc.subject.keywordsEnvironment
dc.titleSíntese e aplicação de material sorvente tipo Fe-MCM-41 a partir da lama de minerção proveniente do rompimento de barragem em Mariana-MG
dc.title.alternativeSynthesis and application of Fe-MCM-41 like sorbent material from mining tailings sludge from the dam failure in Mariana-MG
dc.typeTese
dcterms.educationLevelDoutorado
dcterms.provenanceCentro de Ciências Exatas

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