Estudo da adsorção e dessorção de fármacos em biocarvão obtido do caroço de açaí
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Tese |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/53695 |
Resumo: | O consumo do fruto do açaí (Euterpe oleracea) tem aumentado amplamente em todo o mundo, resultando em um aumento significativo na demanda por sua polpa. Como resultado, as pequenas comunidades produtoras acabam com grandes quantidades de resíduos de endocarpo de açaí, criando problemas de poluição ambiental local. Portanto, rotas químicas e físicas foram investigadas para a produção de adsorventes de endocarpo de açaí para propor uma solução localmente viável para este problema. O primeiro material foi obtido por ativação química em alta temperatura, utilizando ZnCl2 (CAA); e o segundo material por ativação física do material precursor (CA). As propriedades físico-químicas e morfológicas dos adsorventes foram analisadas. E, em seguida, foram feitos estudos de adsorção para remoção de clonazepam (CZM), cloroquina (CQN) e diclofenaco monossódico (DCL), reuso dos adsorventes, e a toxicidade das soluções finais foi avaliada. Os resultados revelaram que a rota química gerou biocarvão com cerca de duas vezes a área superficial e volume de poros (762 m2.g−1 e 0,098 cm3.g−1) do que a rota física (498 m2.g−1 e 0,048 cm3.g−1), ocorreu neutralização do pHpcz de 9,47 (CA) para 6,86 (CAA). Dentre os modelos de isoterma estudados, o modelo de Sips descreveu melhor o equilíbrio de adsorção para CZM e DCL para ambos os biocarvões (CA e CAA), com valores de qs de 26,94 e 61,86 mg.g−1; 22,71 e 48,82 mg.g−1, respectivamente. O modelo de Freundlich foi o que melhor se ajustou para a remoção de CQN para ambos os adsorventes. Na avaliação cinética, o modelo que melhor se ajustou, dentre os analisados, foi o pseudo-segunda ordem de acordo com os parâmetros de R2, valores de resíduos e o AIC. A adsorção dos fármacos ocorrera de forma favorável e espontânea em todas as variações de temperaturas estudadas, em ambos os biocarvões. Os valores positivos de ΔHo indicam que o processo é endotérmico (CZM e CQN), por outro lado, foi obtido valor negativo de ΔHo para DCL o que representa um processo exotérmico. Mesmo comportamento foi encontrado para a ΔSo, tendo valores positivos para CZM e CQN o que indica que a interação entre contaminante e adsorvente ocorreu aleatoriamente na interface sólido- líquido e valor negativo para DCL demonstra a diminuição do nível de ordem do sistema durante o processo de adsorção. Para os estudos de reuso, o CAA permaneceu estável por até três ciclos, para adsorção de CZM e DCL. Além disso, a toxicidade final diminuiu após o tratamento adsortivo. Portanto, a ativação química pode ser utilizada como um método simples e eficaz para a produção de adsorventes como uma forma elegante de agregar valor aos resíduos da produção do açaí, auxiliando na solução dos problemas ambientais locais. |
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Portanto, rotas químicas e físicas foram investigadas para a produção de adsorventes de endocarpo de açaí para propor uma solução localmente viável para este problema. O primeiro material foi obtido por ativação química em alta temperatura, utilizando ZnCl2 (CAA); e o segundo material por ativação física do material precursor (CA). As propriedades físico-químicas e morfológicas dos adsorventes foram analisadas. E, em seguida, foram feitos estudos de adsorção para remoção de clonazepam (CZM), cloroquina (CQN) e diclofenaco monossódico (DCL), reuso dos adsorventes, e a toxicidade das soluções finais foi avaliada. Os resultados revelaram que a rota química gerou biocarvão com cerca de duas vezes a área superficial e volume de poros (762 m2.g−1 e 0,098 cm3.g−1) do que a rota física (498 m2.g−1 e 0,048 cm3.g−1), ocorreu neutralização do pHpcz de 9,47 (CA) para 6,86 (CAA). 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Mesmo comportamento foi encontrado para a ΔSo, tendo valores positivos para CZM e CQN o que indica que a interação entre contaminante e adsorvente ocorreu aleatoriamente na interface sólido- líquido e valor negativo para DCL demonstra a diminuição do nível de ordem do sistema durante o processo de adsorção. Para os estudos de reuso, o CAA permaneceu estável por até três ciclos, para adsorção de CZM e DCL. Além disso, a toxicidade final diminuiu após o tratamento adsortivo. Portanto, a ativação química pode ser utilizada como um método simples e eficaz para a produção de adsorventes como uma forma elegante de agregar valor aos resíduos da produção do açaí, auxiliando na solução dos problemas ambientais locais.CAPESThe consumption of the açaí fruit (Euterpe oleracea) has increased widely all over the world, resulting in a significant increase in the demand for its pulp. As a result, small producing communities end up with large amounts of açaí endocarp waste, creating local environmental pollution problems. Therefore, chemical and physical routes were investigated for the production of açaí endocarp adsorbents to propose a locally viable solution to this problem. The first material was obtained by chemical activation at high temperature, using ZnCl2 (CAA); and the second material by physical activation of the precursor material (CA). The physical-chemical and morphological properties of the adsorbents were analyzed. Then, adsorption studies were carried out to remove clonazepam (CZM), chloroquine (CQN) and diclofenac monosodium (DCL), reuse of adsorbents, and the toxicity of the final solutions was evaluated. The results revealed that the chemical route generated biochar with about twice the surface area and pore volume (762 m2.g−1 and 0.098 cm3.g−1) than the physical route (498m2 .g−1 and 0.048 cm3.g−1), pHpcz was neutralized from 9.47 (CA) to 6.86 (CAA). Among the isotherm models studied, the Sips model best described the adsorption equilibrium for CZM and DCL for both biochars (CA and CAA), with qs values of 26.94 and 61.86 mg.g−1; 22.71 and 48.82 mg.g−1, respectively. The Freundlich model was the best fit for CQN removal for both adsorbents. In the kinetic evaluation, the model that best fitted, among those analyzed, was the pseudo-second order according to the R2 parameters, residual values and the AIC. Adsorption of drugs will occur favorably and spontaneously at all temperatures, in both biochars. Positive values of ΔHo indicate that the process is endothermic (CZM and CQN), on the other hand, a negative value of ΔHo was obtained for DCL, which represents an exothermic process. The same behavior was found for ΔSo, with positive values for CZM and CQN, which indicates that the interaction between contaminant and adsorbent occurred randomly at the solid-liquid interface and a negative value for DCL demonstrates the decrease in the order level of the system during the process of adsorption. As for reuse studies, CAA remained stable for up to three cycles for most drugs. Furthermore, the final toxicity decreased after adsorptive treatment. Therefore, chemical activation can be used as a simple and effective method for the production of stable and attractive adsorbents as an elegant way to add value to açaí production residues, helping to solve local environmental problems.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia QuimicaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia químicaBiocarvãoAdsorçãoClonazepamCloroquinaDiclofenacoEstudo da adsorção e dessorção de fármacos em biocarvão obtido do caroço de açaíinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPELICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82362https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/53695/3/license.txt5e89a1613ddc8510c6576f4b23a78973MD53CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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