Síntese de um derivado bifuncionalizado inédito de quitosana para a remoção dos íons metálicos Cu2+ e CrO4 2- em solução aquosa.

Abstract

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+).