Aplicação de redes metalorgânicas (MOFs) funcionalizadas com óxido de grafeno em processos de remoção de metais pesados na água
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Data de Publicação: | 2019 |
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JARAMILLO, Ivon Esther Valenzuelahttp://lattes.cnpq.br/4168193084540041http://lattes.cnpq.br/1519722333222743PAIM, Ana Paula Silveira2020-08-21T20:53:07Z2020-08-21T20:53:07Z2019-07-30JARAMILLO, Ivon Esther Valenzuela. Aplicação de redes metalorgânicas (MOFs) funcionalizadas com óxido de grafeno em processos de remoção de metais pesados na água. 2019. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2019.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/37717JARAMILLO, Ivon Esther Valenzuela, também é conhecida em citações bibliográficas por: VALENZUELA, Ivon EstherA água é um recurso extremamente importante para o abastecimento público, no entanto, as atividades antrópicas deterioram sua qualidade, gerando contaminação por diferentes metais pesados, tais como bário (Ba), cádmio (Cd) chumbo (Pb), entre outros. Existem muitos processos convencionais para seu tratamento, como microfiltração, troca iônica, precipitação química e flotação, os quais envolvem, um consumo elevado de reagentes e geram produtos secundários tóxicos, se tornando ineficientes para eliminar esse tipo de contaminantes. Neste trabalho foi feita a síntese em condições solvotermais de redes metal orgânicas (MOF) Cu₃ (BTC)₂ e Zeolitic Imidazolate Framework (ZIF8) funcionalizadas com óxido de grafeno (GO): HKUST-1@GO e ZIF8@GO, respectivamente. Os materiais porosos e de boa estabilidade obtidos foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia RAMAN, análise termogravimétrica (TGA), difração de raios X de pó, espectroscopia UV-Vis e microscopia eletrônica de varredura (MEV) e foram aplicados como adsorventes de Ba²⁺, Cd²⁺ e Pb²⁺ em soluções aquosas. Os teores de metais foram determinados usando espectrometria de emissão atômica com plasma acoplado indutivamente (ICP OES). Inicialmente, foi feito um planejamento fatorial 2³, com duplicata no ponto central a fim de estudar o efeito da variação do pH na solução do metal, a concentração inicial dos íons metálicos e o tempo de agitação na porcentagem de remoção (%Rem). A modelagem estatística do estudo mostrou que o processo é diretamente dependente das variações do pH e da concentração do metal, e indiretamente dependente do tempo de reação na maioria dos casos. As porcentagens obtidas foram 93,2% Rem de Pb²⁺, 79,4% Rem de Cd²⁺ e 54,3 % Rem de Ba²⁺ para HKUST-1@GO e 96,4% Rem de Pb²⁺, 85,6% Rem de Cd²⁺ y 71,1% Rem de Ba²⁺ para ZIF8@GO. Os resultados sugerem que HKUST-1@GO e ZIF8@GO podem ser aplicados como adsorventes promissores para a remoção de íons Ba²⁺, Cd²⁺ e Pb²⁺ em um ambiente aquoso.CAPESWater is an extremely important resource for public supply, however, anthropogenic activities deteriorate its quality, causing contamination by different heavy metals, such as barium (Ba), cadmium (Cd), lead (Pb), among others. There are many conventional processes for its treatment, such as microfiltration, ion exchange, chemical precipitation and flotation, which involve a high consumption of reagents and generate toxic products secundary, becoming inefficient to eliminate this type of contaminants. In this work the synthesis was was donde under solvotermal conditions of Metal-Organics Frameworks (MOF) Cu₃(BTC)₂ and Zeolitic Imidazolate Framework (ZIF-8) functionalized with graphene oxide (GO): HKUST-1@GO and ZIF8@GO, respectively. The porous materials of good stability were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), RAMAN spectroscopy, thermogravimetric analysis (TGA), powder X-ray diffraction, UV-Vis spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM) and were applied as adsorbents of Ba²⁺, Cd²⁺ and Pb²⁺ in aqueous solutions. The metal contents were determined using inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP OES). Initially, a factorial design 2³ was made, with a duplicate at the central point in order to study the effect of the pH variation on the metal solution, the initial concentration of the metal ions and the stirring time on the percentage of removal (% Rem). The statistical modeling of the study showed that the process is directly dependent on variations in pH and metal concentration, and indirectly dependent on reaction time in most cases. The percentages obtained were 93% Rem of Pb²⁺, 79% Rem of Cd²⁺ and 54% Rem of Ba²⁺ to HKUST-1@GO and 96% Rem of Pb²⁺, 85% Rem of Cd²⁺ and 71% Rem of Ba²⁺ to ZIF8@GO. The results suggest that HKUST-1@GO and ZIF8@GO can be applied as promising adsorbents for the removal of Ba²⁺, Cd²⁺ and Pb²⁺ ions in an aqueous environment.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em QuimicaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessRedes metalorgânicasRemoçãoMetais pesadosPlanejamento estatísticoAplicação de redes metalorgânicas (MOFs) funcionalizadas com óxido de grafeno em processos de remoção de metais pesados na águaAplicação de redes metalorgânicas (MOFs) funcionalizadas com óxido de grafeno em processos de remoção de metais pesados em águainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO Ivon Esther Valenzuela Jaramillo.pdfDISSERTAÇÃO Ivon Esther Valenzuela Jaramillo.pdfapplication/pdf1646794https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/37717/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Ivon%20Esther%20Valenzuela%20Jaramillo.pdf85a0b270f14ed6d6459eb2134360ed79MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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