Ciências Exatas e Tecnológicas
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Item Preparo de organocompósitos magnéticos modificados com β-ciclodextrina e suas aplicações na remoção de compostos fenólicos(Universidade Federal de Viçosa, 2021-03-17) Balbino, Thaís Aparecida Candida; Bellato, Carlos Roberto; http://lattes.cnpq.br/9017114291311752Os novos adsorventes magnéticos de hidrotalcita-óxido de ferro modificada com dodecilsulfato e β-ciclodextrina (Fe/HT-DS/β-CD) e quitosana-óxido de ferro reticulada com epicloridrina modificada com etilenodiamina e β-ciclodextrina (Fe/QTR-EDA/β-CD) foram avaliados na remoção de compostos fenólicos de solução aquosa. Os materiais apresentam a vantagem de serem facilmente removidos de solução aquosa pela aplicação de um campo magnético. De acordo com os resultados obtidos nos estudos de adsorção em batelada para Fe/HT-DS/β-CD e Fe/QTR-EDA/β-CD, a cinética de adsorção segue o modelo de peseudo-segunda ordem (R 2 > 0,99). A capacidade máxima de adsorção do fenol, p-nitrofenol e p-cresol pelo Fe/HT-DS/β- CD foi de 216,08 mg g -1 , 255,63 mg g -1 e 272,48 mg g -1 , respectivamente, e a capacidade máxima de adsorção do fenol, p-nitrofenol e p-cresol pelo Fe/QTR-EDA/β-CD foi de 243,08 mg g -1 , 274,24 mg g -1 e 298,35 mg g -1 , respectivamente, em pH 6 e 25 o C. Os parâmetros termodinâmicos indicam que a adsorção é espontânea para os dois adsorventes, endotérmica para Fe/HT-DS/β-CD e exotérmica para Fe/QTR-EDA/β-CD. Os adsorventes mostraram-se eficientes em até 5 ciclos consecutivos de reutilização. O catalisador magnético inédito Fe/HT- β-CD/TiO 2 foi sintetizado com sucesso e utilizado na fotodegradação de fenol como composto modelo. O fotocatalisador teve seu desempenho catalítico avaliado em um fotorreator equipado com uma lâmpada UV-vis (filtro de corte para > 300 nm). O fotocatalisador apresentou uma eficiência de degradação de fenol de 95% em soluções aquosas à 50 mg L -1 e uma redução do carbono orgânico total (COT) de 70%, em 180 min. Os materiais sintetizados foram aplicados na remoção de compostos fenólicos de amostras de água de rio e efluente de indústria de celulose e papel e mostraram-se eficientes, sendo promissores para aplicações práticas. Palavras-chave: β-ciclodextrina. Compostos fenólicos. Adsorção. Fotocatálise. Separação magnética.Item Remoção de metais pesados de águas empregando organocompósito magnético de hidrotalcita modificada com ácido húmico(Universidade Federal de Viçosa, 2017-02-21) Balbino, Thaís Aparecida Candida; Bellato, Carlos Roberto; http://lattes.cnpq.br/9017114291311752A remoção dos íons Cu 2+ , Pb 2+ , Cd 2+ e Hg 2+ por organocompósito magnético de hidrotalcita modificada com ácido húmico (HT-AH/Fe) foi avaliada em soluções aquosas. A HT-AH/Fe foi sintetizada pelo método de coprecipitação, sendo que a proporção de 5:1 (AH:Mg) e 2,5% (m/m) de óxido de ferro apresentaram os melhores resultados na remoção de cátions. A eficiência da HT-AH/Fe foi comparada à da HT-Cl, HT-Cl/Fe e HT-AH pelo método de batelada. Os adsorventes magnéticos apresentam a vantagem de serem facilmente removidos da solução aquosa através da aplicação de um campo magnético. Todos os adsorventes foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho (IV), Difratometria de Raios-X (DRX), potencial zeta, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Absorção Atômica (EAA). A interação eletrostática atua no processo de remoção dos cátions metálicos por HT-AH/Fe, além da substituição isomórfica e da complexação pelo AH. Avaliaram-se os efeitos do pH, da dose de HT-AH/Fe, tempo de contato e das concentrações iniciais dos metais. O modelo de cinética de pseudo-segunda ordem descreveu adequadamente o processo de adsorção. O modelo Langmuir se ajustou aos dados experimentais, indicando que a adsorção ocorre em monocamada. As capacidades de adsorção máximas pelo organocompósito HT-AH/Fe para Cu 2+ , Pb 2+ , Cd 2+ e Hg 2+ foram de 170,95; 397,82; 196,70 e 174,52 mg g -1 , respectivamente em pH 5 e dosagem 1,0 g L -1 . Dados termodinâmicos para HT- AH/Fe sugerem a espontaneidade do processo e valores positivos e altos de ΔH o sugerem que a interação dos metais adsorvidos pelo organocompósito HT- AH/Fe é um processo endotérmico caracterizado por quimiossorção. Os estudos de competição entre os metais foram realizados em soluções binárias, ternárias e quaternária, onde determinou-se que a remoção segue a ordem de preferência: Cu 2+ > Pb 2+ > Cd 2+ > Hg 2+ . Este comportamento está relacionado com diversos fatores como as constantes de estabilidade para formação dos complexos e/ou tempo de contato. Embora a capacidade de remoção dos cátions pela HT-AH/Fe tenha diminuído até o quinto ciclo de reutilização, a quantidade de cátions removidos em mg L -1 continua bastante significativa. Estes resultados mostram que a reutilização do adsorvente HT-AH/Fe é viável e apresentou ser estável por pelo menos cinco ciclos, além deste ser eficiente na remoção de cátions metálicos de solução aquosa e de efluentes industriais.