Zeólita modificada com b-ciclodextrina : síntese, caracterização e utilização como adsorvente para a remediação de contaminantes e disruptores endócrinos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Winter Júnior, Edgar
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/43677
Resumo: Orientador: Profª Drª Ana Lucia Ramalho Mercê
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spelling Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPEMaia, Ana Lucia Ramalho MerceWinter Júnior, Edgar2024-05-09T19:57:01Z2024-05-09T19:57:01Z2015https://hdl.handle.net/1884/43677Orientador: Profª Drª Ana Lucia Ramalho MercêTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE. Defesa: Curitiba, 21/08/2015Inclui referências : f. 126-141Área de concentração: Engenharia e ciência de materiaisResumo: Vários contaminantes inorgânicos e orgânicos foram estudados ao longo dos anos. Autores comprovaram o efeito cumulativo nos organismos e na natureza de alguns deles, exemplos tanto inorgânicos, cádmio, chumbo, zinco, quanto orgânicos, Fenotiazina e Bisfenol A. Neste trabalho foi utilizado um novo compósito, de baixo custo como material adsorvente, capaz de adsorver tanto contaminantes inorgânicos (Cd, Pb e Zn) como orgânicos (Bisfenol A - BPA e Fenotiazina). Os compósitos preparados foram comparados com os materiais de partida e caracterizados, avaliando-se inclusive a estrutura e porosidade dos mesmos. Os estudos dos comportamentos desses materiais na adsorção e remediação foram feitos a diferentes condições inclusive de pH, diferentes concentrações, e em matrizes de água bidestilada e em amostra de água de rio natural. Foram estudados os íons metálicos, cádmio (II), chumbo (II) e zinco (II) em concentrações diferentes, em água bidestilada, e água natural de rio. As soluções, em água bidestilada, foram contaminadas com Cd (8, 20, 50 ppm e 220 g/L), Pb (8. 20 e 50 ppm) e Zn (50, 100 e 200 ppm), e em água natural de rio foram contaminadas com Cd (50 ppm), Pb (50 ppm) e Zn (50 ppm). Os resultados das remediações após análise de concentração por Espectroscopia de Absorção Atômica mostraram que a redução de cádmio remediado, por batelada, por um dos compósitos de zeólita alcançou, em água destilada, até 99,9%; a redução de chumbo e de zinco alcançou até 99,8%; com os íons Cd2+, Pb2+ e Zn2+, de forma conjunta presentes em água bidestilada, os resultados mostraram redução de até 99,5%, 98,6%, e 98,2%, respectivamente, e em amostra artificialmente contaminada de água do rio Iguaçu, alcançou até 98,7%, 89,4%, e 91,2%, respectivamente, para os mesmos metais. Resultados de ensaios por MEV e EDS/EDS-MAPA comprovaram a complexação dos íons metálicos com a zeólita ZFA. Foram avaliados também, os contaminantes orgânicos Bisfenol A, Fenotiazina, e o comportamento de adsorção dos materiais zeolíticos, em água bidestilada e água do rio Iguaçu. As soluções, em água bidestilada e água natural de rio, foram contaminadas com 60 ppm de Bisfenol A e 60 ppm de Fenotiazina. A redução para o Bisfenol A e Fenotiazina somente ocorreu quando a remediação se deu com o compósito, alcançando 12,8% e 98,1%, respectivamente, em amostra contaminada artificialmente de água do rio Iguaçu. O estudo das extrações, mostrou que não houve uma variação significativa quanto ao pH. A única influência físicoquímica de influência na extração foi a concentração. Mesmo assim houve variação de análise de concentração apenas para os metais, em água bidestilada. Nos demais ensaios, em água natural de rio, e nos contaminantes orgânicos, não houveum estudo de variação de concentração (foram feitos na mesma concentração). Os resultados desta tese comprovaram a viabilidade da síntese de formação do novo compósito, CDZFA-1. Os resultados comprovaram a eficácia do novo compósito (CDZFA-1) tanto na remediação de contaminantes inorgânicos (metais Cd2+, Pb2+ e Zn2+) quanto de contaminantes orgânicos (Bisfenol A e Fenotiazina) em amostras aquosas, tanto de laboratório quanto em água natural de rio.Abstract: Various inorganic and organic contaminants were studied over the years. Authors proved the cumulative effect on the organisms and the chemical nature of some of them, both inorganic examples, cadmium, lead, zinc, and organic, such as Phenothiazine and Bisphenol A. In this work it was used a low cost new composite material capable of adsorbing both inorganic (Cd, Pb and Zn) and organic (Bisphenol A - BPA and phenothiazine) contaminants. The previously synthesized composites were compared with the starting materials and characterized, including the evaluation on their structure and porosity. Studies on the behavior of such materials included the adsorption and remediation at different conditions including pH, different concentrations, and medium, bidistilled water matrix and natural river water samples with cadmium (II) lead (II) and zinc (II). The solutions in ultrapure water water, were contaminated with Cd (8, 20, 50 ppm and 220 g / L), Pb (8. 20 and 50 ppm) and Zn (50, 100 and 200 ppm), and natural water river were contaminated with Cd (50 ppm), Pb (50 ppm) and Zn (50 ppm). The results of the remediation tests were quantified by Atomic Absorption Spectroscopy and showed cadmium reduction in the presence of the zeolite composites, in distilled water, up to 99.9%. The reduction of lead and zinc reached up to 99.8%. Solutions containing all metal ions together, Cd2+, Pb2+ and Zn2+ ions, in ultrapure water reached up to reductions of 99.5%, 98.6% and 98.2%, respectively, and in artificially contaminated samples of the Iguaçu river water reached up to 98.7%, 89.4% and 91.2%, respectively, for the same metals. The samples assayed by SEM and EDS / EDS-MAP showed results that confirmed the complexation of metal ions with the ZFA zeolite. The remediation of organic contaminants, Bisphenol A and phenothiazine were also studied, using the zeolite materials in both double-distilled water and natural water from the Iguaçu River. The solutions in ultrapure water and natural water river were contaminated with 60 ppm of BPA and 60 ppm of phenothiazine. The reduction of bisphenol A and Phenothiazineonly occurred when the remediation was performed with the synthesized composite, reaching up to 12.8% and 98.1%, respectively, in an artificially contaminated sample of the Iguaçu River water. The study of the extraction showed that there was no significant variation in the pH. The only physical and chemical influence of influence in the extraction was concentration. Nevertheless, there was variation in the concentration analysis only to metals in bidistilled water. In the other trials in natural river water, and organic contaminants, there was a concentration ranging study (were made at the same concentration). The results of this work confirmed the formation of a new zeolite composite (CDZFA-1) proving the effectiveness of the new composite (CDZFA-1) in the remediation of inorganic contaminants (metals Cd2+, Pb2+ and Zn2+) and organic contaminants (Bisphenol A and Phenothiazine) in both laboratory and natural river water samples.171 f. : il. algumas color., grafs., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalEngenharia de Materiais e MetalurgiaZeolitosMetais pesadosContaminantes emergentes na águaZeólita modificada com b-ciclodextrina : síntese, caracterização e utilização como adsorvente para a remediação de contaminantes e disruptores endócrinosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessTHUMBNAILR - T - EDGAR WINTER JUNIOR.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1345https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/43677/1/R%20-%20T%20-%20EDGAR%20WINTER%20JUNIOR.pdf.jpg64986d0548feab01764cbb6f09320a2eMD51open accessTEXTR - T - EDGAR WINTER JUNIOR.pdf.txtExtracted Texttext/plain244602https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/43677/2/R%20-%20T%20-%20EDGAR%20WINTER%20JUNIOR.pdf.txt5744de7b3562ad919137b9157de3ad2eMD52open accessORIGINALR - T - EDGAR WINTER JUNIOR.pdfapplication/pdf11382624https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/43677/3/R%20-%20T%20-%20EDGAR%20WINTER%20JUNIOR.pdf31a271129908ad8188e60c67cfb636c6MD53open access1884/436772024-05-09 16:57:01.907open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/43677Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-05-09T19:57:01Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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