dc.creator | Funari Junior, Ronaldo Antunes | |
dc.date.accessioned | 2023-03-08T15:01:29Z | |
dc.date.available | 2023-03-08T15:01:29Z | |
dc.date.issued | 2023-03-15 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/28120 | |
dc.description.abstract | Microplastics (MP) have received great attention due to the mass-produced
residues discharged into the environment. MP are ideal for adhering to organic pollutants
that can be easily dispersed, thus posing risks to human health. Furthermore, little has
been reported on how different functional groups in polycyclic aromatic hydrocarbons
(PAH) derivatives influence the adsorption behavior on MP. To better understand this
process, groups methyl (–CH3) and hydroxyl (–OH) were selected and commercial and
waste high-density polyethylene (HDPE, ≤ 1mm) were used as adsorbents, and
Naphthalene (Nap), 1-Methyl-Naphthalene (Me-Nap) and α-Naphthol as adsorbates. The
results showed different behaviors for nonpolar and polar adsorbates. Dispersion forces
were the main type of interaction between HDPE and Nap/Me-Nap, while dipole-induced
dipole forces and H-bonding were the chief interactions involving MP and polar
compounds. Regardless the HDPE source, Nap and Me-Nap have a Type III isotherm,
and α-Naphthol presents a Type II isotherm. Nap and Me-Nap fitted to Freundlich
isotherm of an unfavorable process (𝑛�� = 2.12 and 1.11; 1.87 and 1.31, respectively), with
positive values of 𝛥��𝐻��° (50 and 77.17; 66 and 64.63 kJ mol−1
) and 𝛥��𝑆��° (0.070 and 0.0145;
0.122 and 0.103 kJ mol−1
) for commercial and waste MP, respectively. Besides, the
adsorption isotherm of α-Naphthol on commercial and waste HDPE fitted to the
Langmuir model (𝑄��max = 42.5 and 27.2 µmol g−1
, respectively), presenting negative
values of 𝛥��𝐻��°(−43.71 and −44.10 kJ mol−1
) and 𝛥��𝑆��° (−0.037 and −0.025 kJ mol−1
). The
adsorption kinetic study presents a nonlinear pseudo-second-order model for all cases.
The 𝐾��2 values follow the order Me-Nap > Nap > α-Naphthol in both MP. Therefore, this
experimental study provides new insights into the affinity of PAH derivatives for a
specific class of MP, helping to understand the environmental fate of residual MP and
organic pollutants. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | eng | eng |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Microplásticos de PEAD | por |
dc.subject | Mecanismos de adsorção | por |
dc.subject | Derivados de Naf | por |
dc.subject | Grupos funcionais | por |
dc.subject | HDPE microplastics | eng |
dc.subject | Adsorption mechanisms | eng |
dc.subject | Nap derivatives | eng |
dc.subject | Functional groups | eng |
dc.title | Physical-chemical study of effects of functional groups on adsorption of naphthalene and its derivatives onto high-density polyethylene microplastics | eng |
dc.title.alternative | Estudo físico-químico dos efeitos de grupos funcionais no comportamento de adsorção de naftaleno e seus derivados em microplásticos de polietileno de alta densidade | por |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Os microplásticos (MP) têm recebido grande atenção devido aos resíduos
produzidos em massa lançados no meio ambiente. MP são ideais para aderir a poluentes
orgânicos que podem ser facilmente dispersos, oferecendo riscos à saúde humana. Além
disso, pouco foi relatado sobre como diferentes grupos funcionais em derivados de
hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) influenciam o comportamento de
adsorção em MP. Para entender melhor esse processo, os grupos metil (–CH3) e hidroxila
(–OH) foram selecionados e polietileno de alta densidade comercial e residual (PEAD, ≤
1mm) foram usados como adsorventes, e Naftaleno (Naf), 1-Metil-Naftaleno (Me-Naf) e
α-Naftol como adsorvatos. Os resultados mostraram comportamentos diferentes para
adsorvatos apolares e polares. Forças de dispersão foram o principal tipo de interação
entre PEAD e Naf/Me-Naf, enquanto forças dipolo-induzidas e ligações de hidrogênio
foram as principais interações envolvendo MP e compostos polares. Independente da
fonte de PEAD, Naf e Me-Naf possuem isoterma Tipo III, e α-Naftol apresenta isoterma
Tipo II. Naf e Me-Naf ajustados à isoterma de Freundlich com um processo desfavorável
(n = 2,12 e 1,11; 1,87 e 1,31, respectivamente), com valores positivos de 𝛥𝐻° (50 e 77,17;
66 e 64,63 kJ mol−1
) e 𝛥𝑆° (0,070 e 0,0145; 0,122 e 0,103 kJ mol−1
) para MP comercial
e de residual, respectivamente. Além disso, a isoterma de adsorção de α-Naftol em PEAD
comercial e residual ajustada ao modelo de Langmuir (𝑄𝑚𝑎𝑥= 42,5 e 27,2 µmol g−1
,
respectivamente), apresentando valores negativos de 𝛥𝐻° (−43,71 e −44,10 kJ mol−1
) e
𝛥𝑆° (−0,037 e −0,025 kJ mol−1
). O estudo da cinética de adsorção apresenta um modelo
não linear de pseudo-segunda ordem para todos os casos. Os valores de 𝐾2 seguem a
ordem Me-Naf > Naf > α-Naftol em ambos MP. Portanto, este estudo experimental
fornece novos insights sobre a afinidade de derivados de HPA para uma classe específica
de MP, ajudando a entender o destino ambiental de MP residual e poluentes orgânicos. | por |
dc.contributor.advisor1 | Rosa, Marcelo Barcellos da | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0308293154958870 | por |
dc.contributor.referee1 | Mortari, Sérgio Roberto | |
dc.contributor.referee2 | Dotto, Guilherme Luiz | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/7775871625917662 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Química | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Naturais e Exatas | por |