Remoção de fluoreto residual de água utilizando partículas magnéticas do tipo core@shell formadas por magnetita recoberta com HDL - Mg/Al

• Autor(a) principal: Yu, Tiffany Mak
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/13256
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA; Fluoretos; Adsorção; Materiais magnéticos; Fluorides; Adsorption; Magnetic materials

O flúor, em baixas concentrações em águas para consumo humano, possui efeitos benéficos para os dentes, mas em grandes concentrações, pode causar efeitos colaterais como a fluorose – dental ou esquelética - em diversos graus dependendo do tempo de ingestão. A utilização de materiais adsorventes na remoção de íons poluentes tem atraído bastante interesse devido a seu baixo custo e alta eficácia. Entre esses materiais estão os do tipo core@shell, os quais combinam propriedades físico-químicas de dois materiais diferentes, dando maior eficiência na aplicação. Neste trabalho, são sintetizadas materiais adsorventes com núcleo (core) de Fe3O4 que possui propriedades magnéticas e com casca (shell) de hidróxido duplo lamelar de magnésio-alumínio 2:1 (HDL-MgAl) como meio adsorvente por apresentarem a capacidade de troca iônica, possuindo na região interlamelar os íons nitrato (NO3-) e carbonato (CO32-), formando o Fe3O4@HDL-MgAl para a remoção de fluoreto em água. Esse material foi caracterizado por difração de raios-X (DRX), espectroscopia vibracional na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e análise termogravimétrica (ATG). Foi realizado um estudo da capacidade desses materiais seco em estufa a 80°C e calcinado a 400°C na adsorção de íons fluoreto em água e avaliou-se seu desempenho em sistemas de batelada, sendo o melhor, o escolhido para posteriores testes variando a concentração de fluoreto, a massa do HDL magnético, o pH, a temperatura e o tempo de contato. A partir do estudo, o processo de adsorção/dessorção do HDL-MgAl-NO3 magnético seco a 80°C revelou ser melhor na adsorção comparado ao material com carbonato. A máxima remoção apresentada é qmax = 7,01 mg/g e a concentração do fluoreto está diretamente ligada à quantidade adsorvida por unidade de massa de HDL-MgAl magnético, sendo que o pH, o tempo de contato e a temperatura pouco influenciam na remoção de fluoreto em água. O ajuste dos dados obtidos na variação de tempo de contato sugere que o processo de adsorção de fluoreto segue o modelo cinético de pseudo segunda-ordem com uma constante de velocidade (K2) de 8,40 min-1 e os dados da isoterma de adsorção foram ajustados com os modelos de Langmuir e Freundlich, sendo que o de Freundlich foi o que melhor ajustou os dados obtidos.