Síntese e caracterização de nanopartículas de quitosana para adsorção de metais pesados

• Autor(a) principal: Kobashigava, Renata Sayuri
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/215895
• topic: Nanotecnologia; Nanopartículas de quitosana; Metais Pesados; Adsorção; Remediação; Nanotechnology; Chitosan nanoparticles; Heavy Metals; Adsorption; Remediation

Os metais pesados (MPs) são considerados, entre os poluentes, os mais tóxicos devido à sua persistência no ambiente e bioacumulação nos organismos vivos, levando à problemas de saúde quando em altas concentrações. As nanopartículas de quitosana (NQs) possuem muitas aplicações em razão de sua constituição peculiar e propriedades físico-químicas específicas como o tamanho, estabilidade e maior área de superfície. Desta forma, este estudo propôs a síntese de NQs, utilizando a técnica de gelificação iônica, para uso como nanomaterial na adsorção de MPs. As análises de estabilidade físico-química em relação ao tempo e ao pH foram realizadas utilizando o potencial Zeta (ζ), tamanho de partícula (TP) e índice de polidispersividade (PdI) como parâmetros de monitoramento. Além disso, com o objetivo de caracterizar morfologicamente, as NQs foram estudadas por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Concluiu-se que o aumento da concentração de quitosana (QT) resultou em TPs maiores e potenciais ζ insatisfatórios. Considerando as velocidades de mistura, as mais rápidas contribuíram com TPs menores, mas não no intervalo aceitável, e carga de superfície indesejada. Alterando a concentração de QT, razão mássica e tipo de gotejador foi obtido NQs mais adequadas. A partir da análise de estabilidade físico-química em função do tempo, o método utilizando a seringa com agulha como gotejador resultou em NQs mais estáveis com TPs médio, potencial ζ e PdI na região esperada para esta classe de nanomaterial polimérico. As NQs apresentaram TPs médio de 283,3 ± 165,2 nm, PdI de 0,836 ± 0,118 e ζ aproximado de 29 mV (29,1 ± 1,5 mV), as análises foram realizadas no período de 83 dias. O efeito do pH na estabilidade físico-química das NQs mostraram TPs menores em soluções com pH 2 (37,8 ± 6,7 nm) e pH 10 (168,5 ± 7,5 nm) e tamanho aumentado em pH 5,5 (624,7 ± 56,4 nm) e 7 (967,9 nm). O maior potencial ζ obtido foi a pH 5,5 (28,8 ± 0,4 mV) e uma diminuição significativa do potencial ζ foi observada em soluções neutras (11,1 ± 0,6 mV) e alcalinas (4,7 ± 0,1 mV). Nos resultados de FTIR da QT e NQs, notou-se um aumento das ligações de hidrogênio e um aumento no pico do grupo amida I para NQs. Pela MEV, foi possível observar uma morfologia esférica com tamanhos entre 20,6 nm e 29,4 nm das NQs. Por fim, verificou-se que as NQs foram produzidas em TP e ζ satisfatórios e a síntese foi comprovada pelas análises de FTIR e MEV. De acordo com a literatura, notou-se que a adsorção de NQs podem ser bem descritos pela isoterma de Langmuir e modelo de pseudo-segunda ordem.