Nanocompósitos magnéticos à base de grafeno para remoção de elementos potencialmente tóxicos de águas

• Autor(a) principal: Gonçalves, Sara Inês Carvalheiro Oliveira
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/36685
• topic: Adsorção; Grafeno; Arsénio; Mercúrio; CoFe₂O₄; MnFe₂O₄; Modelação; Nanocompósito; Remoção

Em laboratório é comum trabalhar com soluções de um único contaminante, no entanto, no ambiente é comum a coexistência de contaminantes e a exposição Humana a misturas é inevitável. O arsénio (As) é um metalóide e contaminante omnipresente nos sistemas naturais. A exposição crônica ao As pode causar cancro, neuropatias, doenças broncopulmonares e cardiovasculares e aberrações cromossómicas. As diretrizes internacionais indicam como limite 10 μg L⁻¹ de As na água potável, mas em diferentes partes do mundo foram detetadas concentrações de As significativamente superiores a 50 μg L⁻¹. O mercúrio (Hg) é outro elemento químico que requer muita atenção devido à sua neurotoxicidade, volatilidade, persistência e bioacumulação nos organismos. Este elemento tem uma vida útil de 1 a 2 anos na atmosfera e pode ser transportado por longas distâncias, causando contaminação global. Assim, esforços têm sido feitos para desenvolver tecnologias para a remoção eficiente de As e Hg de locais contaminados. Neste trabalho usaram-se ferrites de cobalto e manganês e grafite esfoliada como percursores na síntese de nanocompósitos magnéticos à base de grafeno (NMG) por hidrólise oxidativa. Estes compostos foram depois caracterizados por DRX, FTIR e TEM. Foi ainda feita a caracterização magnética e química. Os nanocompósitos foram estudados como adsorventes para a remoção de As e Hg, em soluções unitárias e binárias. Avaliou-se o efeito do pH e da matriz em ensaios preliminares antes de avançar para os ensaios de adsorção. Os resultados revelaram que para ambos os NMG houve adsorção dos contaminantes mas com diferentes taxas de remoção. O NMG de cobalto removeu 90,4% de As a pH=7 e 49,5% de Hg a pH=6. Já com NMG de manganês, o pH ótimo para a remoção foi de 4, e a remoção de ambos os contaminantes rondou os 94%. Para os ensaios realizados em água da torneira houve um decréscimo da eficiência de remoção. Ainda assim, para o estudo cinético optou-se por utilizar esta matriz por se aproximar mais da realidade. Nos ensaios realizados, ambos os NMG em estudo removeram mais Hg do que As (o CoFe₂O₄@GE conseguiu uma remoção de 56% de Hg e 47% de As, e o MnFe₂O₄@GE 76% de Hg e 66% de As). Na modelação cinética dos dados experimentais, o melhor ajuste observou-se para os modelos de pseudo segunda ordem e de Elovich. Os materiais sintetizados mostram alguma apetência para a remoção de elementos potencialmente tóxicos (EPT) de águas, no entanto mais pesquisa necessita ser feita para os otimizar.