Nano-adsorventes para remoção magnética de corantes orgânicos de águas

• Autor(a) principal: Creaney, Bianca Danielle
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/11764
• topic: Engenharia química; Corantes; Adsorção química; Nanopartículas; Separação (Tecnologia)

O presente trabalho teve como principal objetivo estudar a remoção do corante azul de metileno de soluções aquosas, através do processo de adsorção utilizando como adsorvente nanopartículas magnéticas funcionalizadas com biopolímeros com elevada afinidade para o corante em estudo, os carragenanos. Os adsorventes sintetizados consistiram em nanoparticulas de magnetite com um tamanho médio de 8 nm, revestidas com uma capa de sílica amorfa e ligadas covalentemente ao carragenano (-, ὶ- e λ-) metilcarboxilado, apresentando uma elevada área superficial específica (>100 m2/g) e propriedades magnéticas. A preparação dos adsorventes incluiu várias etapas de síntese que foram acompanhadas por técnicas experimentais tais como difração de raios-X, espectroscopia de infravermelho, análise elementar e medidas de potencial zeta. A remoção do azul de metileno foi estudada efetuando-se, primeiramente, estudos de cinética para os diferentes tipos de nanopartículas, tendo-se verificado que a cinética de remoção é bastante rápida atingindo-se o equilíbrio em menos de 2 horas. Os resultados cinéticos foram ajustados a modelos de pseudo 1ª ordem e pseudo 2ª ordem tendo-se verificado que o modelo de pseudo 2ª ordem se ajusta melhor às nanopartículas kappa e iota e o modelo de pseudo 1ª ordem se ajusta melhor às nanopartículas lambda. Numa segunda etapa efetuou-se o estudo das isotérmicas verificando-se que as isotérmicas de nanopartículas funcionalizadas com - e λ-carragenano apresentam um comportamento pouco habitual, do tipo-Z. O modelo que melhor descreveu a isotérmica das nanoparticulas funcionalizadas com ὶ-carragenano foi o de Sips. A capacidade máxima de adsorção de azul de metileno aumentou com o crescente numero de grupos sulfato presentes no carragenano (NP-kappa < NP-iota < NP-lambda) o que confirma o papel relevante destes grupos na remoção do azul de metileno. A regeneração e reutilização das nanopartículas foi igualmente estudada tendo-se verificado que estas são regeneráveis.