Modificação de nanotubos de carbono por impregnação de nanopartículas metálicas via síntese verde para adsorção de glifosato
Fecha
2021-09-27Autor
Diel, Júlia Cristina 
Primeiro orientador
Dotto, Guilherme Luiz
Metadatos
Mostrar el registro completo del ítemResumen
No presente trabalho, nanotubos de carbono comerciais de paredes múltiplas (MWCNTs)
foram modificados via síntese verde para impregnação de nanopartículas metálicas (MPNs),
avaliando a influência dos extratos vegetais (folhas de romã, folhas de eucalipto e cascas de
noz-pecã) como agentes redutores, das espécies de metal (cobre e ferro), das concentrações
metálicas e do tipo de funcionalização (OH e COOH) nas características dos materiais. Após a
síntese, os materiais modificados foram caracterizados por diferentes técnicas, identificandose
que os MWCNTs foram resistentes ao processo de síntese, preservando sua estrutura e
características morfológicas. Em sequência a caracterização, a potencialidade dos materiais
foi avaliada na remoção do herbicida glifosato (GLY) por adsorção em matriz aquosa. Os
MWCNTs impregnados com MPNs de ferro usando cascas de noz-pecã como agente redutor
demonstraram ser mais efetivos na adsorção de GLY, sendo o material selecionado para
estudo do efeito do pH, da modelagem cinética e de equilíbrio, do comportamento
termodinâmico, do efluente simulado, de regeneração do material e da modelagem física
estatística. O teste de pH indicou que os melhores resultados de adsorção foram obtidos sob
pH 4, identificado como o pH natural da solução de GLY, favorecendo o processo ao
dispensar a utilização de ácidos ou bases para ajuste. Os estudos cinéticos apontaram uma
porcentagem de remoção de até 86,23%, para uma concentração inicial de GLY de 35 mg L-1,
sendo o equilíbrio do processo atingido em cerca de 120 min de contato. Os modelos cinéticos
e de equilíbrio que melhor se ajustaram aos dados experimentais foram Pseudo-primeira
ordem e Sips, respectivamente. Observou-se que a capacidade adsortiva aumentou com a
diminuição da temperatura, indicando que o processo foi favorecido em temperaturas mais
baixas, sendo a máxima capacidade adsortiva encontrada de 43,66 mg g-1 a 298 K. Quanto à
aplicação do material em circunstâncias reais, alcançaram-se remoções de 68,38% para o
efluente A (contendo GLY) e de 40,33% para o efluente B (contendo GLY, atrazina e 2,4-D).
Além disso, o adsorvente foi aplicado por seis ciclos de adsorção/regeneração mantendo
valores semelhantes de capacidade adsortiva em todos os ciclos. Para a obtenção de novos
insights sobre esse processo, as curvas experimentais de equíbrio foram simuladas a partir de
modelos físico estatítiscos e o modelo de Hill com 1 energia e abordagem para fluido ideal
apresentou a melhor previsão dos dados, indicando que a adsorção de GLY ocorre pela
formação de uma monocamada e que as interações do adsorbato com o adsorvente são
caracterizadas por apenas uma energia. A combinação dos paramêtros estéricos e energéticos
do sistema em relação a sua evolução com a temperatura apontou tratar-se de um processo de
natureza exotérmica inferindo-se a ocorrência de um mecanismo de fisissorção,
complementando os resultados obtidos pelos cálculos termodinâmicos. Por fim, os novos
insights apontaram que o adsorvente favoreceu a adsorção do herbicida pela interação das
moléculas de GLY com as MPNs de ferro presentes na superfície do adsorvente.
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