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Título: Síntese de um derivado bifuncionalizado inédito de quitosana para a remoção dos íons metálicos Cu2+ e CrO4 2- em solução aquosa.
Autor(es): Moreira, Ana Luísa da Silva Lage
Orientador(es): Novack, Kátia Monteiro
Gil, Laurent Frédéric
Gurgel, Leandro Vinícius Alves
Palavras-chave: Metais pesados
Processos de fabricação
Poluição das águas
Data do documento: 2018
Membros da banca: Novack, Kátia Monteiro
Freitas, Rossimiriam Pereira de
Mageste, Aparecida Barbosa
Gil, Laurent Frédéric
Gurgel, Leandro Vinícius Alves
Referência: MOREIRA, Ana Luísa da Silva Lage. Síntese de um derivado bifuncionalizado inédito de quitosana para a remoção dos íons metálicos Cu2+ e CrO4 2- em solução aquosa. 2018. 78 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018.
Resumo: A contaminação da água tem atraído preocupação internacional nos últimos anos. Essa contaminação acontece por diferentes poluentes e nesse grupo de poluentes se encontram os metais pesados presentes em concentrações tóxicas nos sistemas aquosos. Por isso é importante procurar formas de tratar esses corpos d’água contaminados, e dentre as opções, se encontra o uso de biossorventes como a quitosana, biopolímero de fácil acesso e que pode ser modificada para aumentar sua capacidade de adsorção. Nesse projeto a quitosana foi usada na preparação de um novo material bifuncionalizado. Essas modificações foram realizadas com o intuito de produzir um material capaz de remover cátions e oxiânions de metais pesados. Para essa modificação reagiu-se a quitosana com 2-piridinacarboxialdeído de modo a obter uma função capaz de quelar cátions metálicos em valores de pH básicos e em valores de pH ácidos atrair oxiânions por atração eletrostática. Introduziu-se também funções carboxilato através de reação com dianidrido de EDTA possibilitando adsorver cátions metálicos quando o material se encontra desprotonado, gerando o adsorvente Q4. Para a reação com dianidrido de EDTA foi realizado um planejamento estatístico 2³, com repetição do ponto central a fim de encontrar a melhor condição reacional dentre os parâmetros avaliados. As variáveis analisadas foram tempo reacional, equivalente em massa de dianidrido de EDTA e temperatura e a resposta de interesse foi massa final obtida. O material adsorvente inédito bifuncionalizado Q4 foi caracterizado por FTIR, TGA, 13C RMN, análise elementar e MEV e foi também avaliado quanto à sua capacidade de adsorção em função do pH, do tempo de contato (cinética) e da concentração inicial dos metais (isoterma). As capacidades máximas de adsorção (Qmax) de Q4 para Cu2+ e Cr6+ foram de 2,33mmol/g e 3,66mmol/g, respectivamente. A capacidade de readsorção do adsorvente Q4 regenerado também foi avaliada (2,20 mmol/g para Cu2+ e 1,54 mmol/g para Cr6+).
Resumo em outra língua: The water contamination has attracted international concern in recent years. This contamination occurs by different pollutants and in this group of pollutants are found the heavy metals present in toxic concentrations in the aqueous system. Therefore it is important to look for ways to treat these contaminated water bodies and among the options, we find the use of biosorbents such as chitosan, biopolymer easily accessible that can be modified to increase its adsorption capacity. In this work chitosan was used in the preparation of a new bifunctional material. These modifications were carried out in order to produce a material capable of removing cations and oxyanions from heavy metals. For this modification the biopolymer was reacted with 2-pyridinecarboxyaldehyde to obtain a function capable of chelating metal cations at basic pH values and acidic pH values to attract oxyanions by electrostatic attraction. Carboxylate functions were also introduced by reaction with EDTA dianhydride enabling adsorption of metal cations when the material is deprotonated, obtaining Q4 adsorbent. For the reaction with dianhydride of EDTA, statistical analysis 2³ was performed, with repetition of the central point in order to find the best reaction condition among the evaluated parameters. The analyzed variables were reaction time, EDTA dianhydride equivalent mass and temperature and the response of interest was the final mass obtained. The adsorbent material Q4 was characterized by FTIR, TGA, 13C NMR, elemental analysis and SEM and was evaluated for adsorption capacity as a function of pH, contact time (kinetics) and initial metal concentration (isotherm). The maximum adsorption capacities (Qmax) of Q4 for Cu2+ and Cr6+ were 2,33 mmol/g and 3,66 mmol/g, respectively. The readsorption capacity of the regenerated Q4 adsorbent was also evaluated (2,20mmol/g for Cu2+ and 1,54mmol/g for Cr6+).
Descrição: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/10077
Licença: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 17/07/2018 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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