Remoção magnética de poluentes orgânicos de águas utilizando nano-adsorventes híbridos O/I de carragenano

• Autor(a) principal: Simões, Tânia Ribeiro
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/15357
• topic: Engenharia química; Poluição da água; Poluentes orgânicos; Adsorção; Catálise

Este trabalho teve como principal objetivo o estudo de remoção de dois poluentes orgânicos, o azul de metileno (AM), um corante sintético, e o metoprolol (MTPL), um beta-bloqueador, de soluções aquosas por via da adsorção, utilizando como adsorvente nanopartículas magnéticas revestidas com um material híbrido orgânico/inorgânico de k-carragenano. O adsorvente é composto por um núcleo de nanopartículas de magnetite (Fe3O4) de aproximadamente 50 nm de diâmetro, encapsuladas por um material híbrido composto por uma rede siliciosa contendo o biopolímero k-carragenano ligado covalentemente. A sua preparação envolve 3 etapas de síntese, monitorizadas por espectroscopia de infravermelho e análise elementar. O adsorvente apresenta uma área superficial de 38,4 m2.g-1, propriedades magnéticas e superfície funcionalizada com grupos sulfonato provenientes do biopolímero. Os estudos de remoção para ambos os poluentes compreenderam o estudo da cinética de adsorção e o estudo da isotérmica, seguindo-se do ajuste dos resultados a modelos. No caso do AM, verificou-se que se atinge o equilíbrio após 1 hora, tendo sido o modelo cinético pseudo-2ª ordem o que melhor se ajusta aos resultados com R2> 0,999. A isotérmica de adsorção do AM apresenta um comportamento inusual, do tipo Z e qmáx=578,66 mg/gads, este valor é superior ao reportado na literatura para outras nanopartículas revestidas de biopolímero. Na remoção de MTPL, atingiu-se o equilíbrio cinético após 8h mas o seu máximo de adsorção foi alcançado em apenas 15 min, não sendo realizada nenhum tipo de modelação. A isotérmica de adsorção do MTPL apresenta um comportamento tipo L, sendo o modelo de isotérmica de Sips que melhor se ajustou aos resultados com R2= 0,9607, e obteve-se experimentalmente um qmáx=323,06 mg/gads, valor este superior ao reportado para outros adsorventes estudados. Por último foi estudada a regeneração e reutilização das nanopartículas para a remoção de AM, tendo-se verificado que estas são regeneráveis e que mantêm uma elevada performance com taxas de remoção acima de 96% após 5 ciclos de reutilização.