Planejamento experimental do estudo de adsorção de Ácido Tânico (AT) em Poliuretano (PU) para remoção de íons metálicos
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMT |
Texto Completo: | http://ri.ufmt.br/handle/1/4271 |
Resumo: | Recent research has indicated viable alternatives for the treatment of industrial waste, enabling the implementation of low cost methods, and the use of materials that do not impact on the environment. Industrial pollutants containing potentially toxic metal ions are costly to industry, however, they are responsible for pretreatment and removal of toxic ions, before being released into effluents or sewage. Adsorption processes using biodegradable adsorbent materials have been presented as relevant alternatives for the reuse of metallic ions in water bodies and in sewage networks. In this perspective, the present study used chemometric tools to analyze the behavior of tannic acid (AT) immobilization in biodegradable polyurethane (PU) foams, based on vegetable oil (castor oil). Initially, a preliminary study was carried out, applying the 2k order factorial design, in the immobilization of TA in the PU's. The following variables were evaluated: temperature (30 ° C, 60 ° C), adsorbent dosage (10 units and 20 units), pH (5 and 8), contact time (12h and 26h) and molar concentration of AT , 01 mol L-1 and 0.1 mol L-1 ). The responses were obtained and evaluated through two analytical techniques, gravimetry and Absorption Spectrometry in the UV-Vis region. The most significant effects of adsorbent, pH, AT concentration and contact time, were evaluated by Central Composite Planning (PCC) for the immobilization of AT in PUs, evaluating the response obtained by UV-VIS. It was also observed that the gravimetric method presented results of low precision and accuracy, due to the variables of PU swelling. The PCC was applied in the multi-element analysis of Pb2+ and Hg2+ ions in different experimental conditions of adsorbed AT in PU. The instrumental technique to obtain two metal ion response was the ICP-OES technique. The evaluation of the metals, were from the remaining metal solution and that of the adsorbent. The remaining metal solution having an amount of adsorbed metal of Hg2+ and Pb2+ 59.93% and 51.48%, respectively. In addition, the evaluation of the adsorbent system PU-AT-M, allowed better conclusions about the behavior of the metals and to assist in future studies of retention of metals present in industrial systems. |
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Planejamento experimental do estudo de adsorção de Ácido Tânico (AT) em Poliuretano (PU) para remoção de íons metálicosPlanejamento experimentalGravimetriaEspectrometria de UV-VISSuperfície de respostaCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAExperimental planningGravimetrySpectrometry UV-VISResponse surfaceRecent research has indicated viable alternatives for the treatment of industrial waste, enabling the implementation of low cost methods, and the use of materials that do not impact on the environment. Industrial pollutants containing potentially toxic metal ions are costly to industry, however, they are responsible for pretreatment and removal of toxic ions, before being released into effluents or sewage. Adsorption processes using biodegradable adsorbent materials have been presented as relevant alternatives for the reuse of metallic ions in water bodies and in sewage networks. In this perspective, the present study used chemometric tools to analyze the behavior of tannic acid (AT) immobilization in biodegradable polyurethane (PU) foams, based on vegetable oil (castor oil). Initially, a preliminary study was carried out, applying the 2k order factorial design, in the immobilization of TA in the PU's. The following variables were evaluated: temperature (30 ° C, 60 ° C), adsorbent dosage (10 units and 20 units), pH (5 and 8), contact time (12h and 26h) and molar concentration of AT , 01 mol L-1 and 0.1 mol L-1 ). The responses were obtained and evaluated through two analytical techniques, gravimetry and Absorption Spectrometry in the UV-Vis region. The most significant effects of adsorbent, pH, AT concentration and contact time, were evaluated by Central Composite Planning (PCC) for the immobilization of AT in PUs, evaluating the response obtained by UV-VIS. It was also observed that the gravimetric method presented results of low precision and accuracy, due to the variables of PU swelling. The PCC was applied in the multi-element analysis of Pb2+ and Hg2+ ions in different experimental conditions of adsorbed AT in PU. The instrumental technique to obtain two metal ion response was the ICP-OES technique. The evaluation of the metals, were from the remaining metal solution and that of the adsorbent. The remaining metal solution having an amount of adsorbed metal of Hg2+ and Pb2+ 59.93% and 51.48%, respectively. In addition, the evaluation of the adsorbent system PU-AT-M, allowed better conclusions about the behavior of the metals and to assist in future studies of retention of metals present in industrial systems.Pesquisas recentes têm indicado alternativas viáveis para o tratamento de resíduos industriais, tornando possível implementação de métodos de baixo custo, e a utilização de materiais que não impactam no meio ambiente. Contaminantes industriais contendo íons metálicos potencialmente tóxicos, apresentam custo oneroso para as indústrias, contudo esta é responsável pelo pré-tratamento e pela retirada dos íons tóxicos, antes descartado como efluentes. Processos de adsorção usando materiais adsorventes biodegradáveis têm se apresentado como alternativas relevantes para o reaproveitamento de íons metálicos em corpos d’água e em redes de esgoto. Nessa perspectiva, o presente trabalho, utilizou ferramentas quimiométricas, no estudo da imobilização do ácido tânico (AT) em espumas de Poliuretano biodegradável (PU), a base de óleo vegetal (óleo de mamona). Inicialmente foi realizado um estudo preliminar, aplicando o planejamento fatorial de ordem 2k , na imobilização do AT nas PU’s. Foram avaliadas as variáveis nos seus respectivos intervalos: temperatura (30°C, 60°C), dosagem de adsorvente (10 unidades e 20 unidades), pH (5 e 8), tempo de contato (12h e 26h) e concentração molar de AT (0,01 mol L-1 e 0,1 mol L-1 ). As respostas foram obtidas e avaliadas através de duas técnicas analíticas, gravimetria e Espectrometria de Absorção na região do UV-Vis. Os efeitos mais significativos para a imobilização de AT em PU’s, avaliando as respostas obtidas por UV-VIS, foram quantidade de adsorvente, valor de pH, concentração molar de AT e tempo de contato, sendo posteriormente avaliados por Planejamento de Composto Central (PCC). Também foi observado que o método gravimétrico apresentou resultados de baixa precisão e exatidão, provavelmente, devido a ocorrência do efeito de intumescimento nas espumas de PU. O PCC foi aplicado na análise multielementar de íons Pb2+ e Hg2+, em diferentes condições experimentais de AT adsorvido em PU. A técnica instrumental para obtenção de resposta dos íons metálicos, foi a técnica de ICP-OES. A quantificação dos íons metálicos remanescentes foi feita com a quantidade de íon metálico remanescente, assim como pela quantidade de metal no agente adsorvente. A solução remanescente apresentou uma quantidade de íons Hg2+ e Pb2+ adsorvidos, iguais a 59,93% é 51,48%, respectivamente. Além disso, a avaliação do sistema adsorvente PU-AT-M, possibilitou melhores conclusões sobre comportamento dos metais e para auxiliar em futuros estudos reais de retenção de metais presentes em sistemas industriais.Universidade Federal de Mato GrossoBrasilInstituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET)UFMT CUC - CuiabáPrograma de Pós-Graduação em QuímicaSiqueira, Adriano Buzutti dehttp://lattes.cnpq.br/6569021588718910Siqueira, Adriano Buzutti de869.820.011-72http://lattes.cnpq.br/6569021588718910Leles, Maria Inês Goncalves220.492.583-72http://lattes.cnpq.br/1614912440064013869.820.011-72Ribeiro, Jânio Alves577.901.246-68http://lattes.cnpq.br/7463342095131677Ferreira, Paula Rogéria da Silva2023-06-22T16:41:46Z2018-02-202023-06-22T16:41:46Z2017-07-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisFERREIRA, Paula Rogéria da Silva. Planejamento experimental do estudo de adsorção de Ácido Tânico (AT) em Poliuretano (PU) para remoção de íons metálicos. 2017. 71 f. 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Recent research has indicated viable alternatives for the treatment of industrial waste, enabling the implementation of low cost methods, and the use of materials that do not impact on the environment. Industrial pollutants containing potentially toxic metal ions are costly to industry, however, they are responsible for pretreatment and removal of toxic ions, before being released into effluents or sewage. Adsorption processes using biodegradable adsorbent materials have been presented as relevant alternatives for the reuse of metallic ions in water bodies and in sewage networks. In this perspective, the present study used chemometric tools to analyze the behavior of tannic acid (AT) immobilization in biodegradable polyurethane (PU) foams, based on vegetable oil (castor oil). Initially, a preliminary study was carried out, applying the 2k order factorial design, in the immobilization of TA in the PU's. The following variables were evaluated: temperature (30 ° C, 60 ° C), adsorbent dosage (10 units and 20 units), pH (5 and 8), contact time (12h and 26h) and molar concentration of AT , 01 mol L-1 and 0.1 mol L-1 ). The responses were obtained and evaluated through two analytical techniques, gravimetry and Absorption Spectrometry in the UV-Vis region. The most significant effects of adsorbent, pH, AT concentration and contact time, were evaluated by Central Composite Planning (PCC) for the immobilization of AT in PUs, evaluating the response obtained by UV-VIS. It was also observed that the gravimetric method presented results of low precision and accuracy, due to the variables of PU swelling. The PCC was applied in the multi-element analysis of Pb2+ and Hg2+ ions in different experimental conditions of adsorbed AT in PU. The instrumental technique to obtain two metal ion response was the ICP-OES technique. The evaluation of the metals, were from the remaining metal solution and that of the adsorbent. The remaining metal solution having an amount of adsorbed metal of Hg2+ and Pb2+ 59.93% and 51.48%, respectively. In addition, the evaluation of the adsorbent system PU-AT-M, allowed better conclusions about the behavior of the metals and to assist in future studies of retention of metals present in industrial systems. |
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