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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23571| Título: | Materiais adsorventes à base de quitosana/pectina para remoção de Pb (II) em meio aquoso |
| Título(s) alternativo(s): | Chitosan / pectin-based adsorbent materials for Pb (II) removal in water |
| Autor(es): | Matos, Henrique Kirylko de |
| Orientador(es): | Bonafe, Elton Guntendorfer |
| Palavras-chave: | Polissacarídeos Biopolímeros Adsorção Águas residuais Polysaccharides Biopolymers Adsorption Sewage |
| Data do documento: | 21-Out-2020 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Londrina |
| Citação: | MATOS, Henrique Kirylko de. Materiais adsorventes à base de quitosana/pectina para remoção de Pb (II) em meio aquoso. 2020. 55 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2020. |
| Resumo: | O estudo sobre polissacarídeos naturais tem ganhado destaque em função dos efeitos benéficos para o meio ambiente e prevenção de doenças aos seres humanos. Para o presente trabalho desenvolveu-se um adsorvente biodegradável a partir de polissacarídeos naturais para remoção de Pb (II) de águas residuárias. Empregou-se os polissacarídeos quitosana (QT) e pectina (PEC) na concentração de 1% (QT) e 2,5% (PEC). A quitosana (QT) é um biopolímero natural e catiônico, sendo obtida principalmente por meio da reação de desacetilação parcial da quitina, que é o segundo biopolímero natural mais abundante do planeta, extraída principalmente do exoesqueleto de crustáceos. A pectina (PEC) é um polissacarídeo aniônico, solúvel em água e extraído principalmente das paredes celulares de plantas, a extração da PEC ocorre através de tratamentos térmicos e mecânicos. Caracterizou-se os novos materiais e aplicou-se ao processo de adsorção. A partir da espectrocospia no infravermelho (FT-IR) observou-se picos característicos dos polissacarídeos puros e na blenda polimérica comprovando a formação do material. As curvas de TGA/DTG mostrou que o material apresenta estabilidade térmica próxima a 250 ºC. Além disso observou-se a estabilidade do material a partir das micrografias, onde indicou superfícies homogêneas com ausência de fraturas. Comprovou-se o processo de adsorção entre o adsorvente-adsorbato (QT/PEC e Pb (II)) a partir do resultado das técnicas EDS e DSC. Nestes casos, avaliou-se os materiais antes e após o processo de adsorção. Os espectros de EDS indicou a presença do metal Pb(II) após a adsorção. As curvas de DSC evidenciaram um deslocamento no pico endotérmico em 7 ºC. A presença dos grupos carboxílicos (apontados pelo FT-IR) ratificou valores da titulação de Boehm indicando a possível atração eletrostáticas entre esses grupos carregados negativamente em pH 4 (assegurado pelos ensaios pH(pcz)). Constatou-se a forte interação entre adsorvente-adsorbato a partir dos ajustes dos modelos teóricos de adsorção com valores de quantidade máxima adsorvida no equilíbrio de 112 mg g1 . Desta forma, podemos conclui-se que o material preparado foi caracterizado e aplicado ao processo de adsorção do metal Pb (II) apresentado resultados satisfatórios, mesmo após a reutilização do processo por três vezes repetitivamente. |
| Abstract: | The study on natural polysaccharides has gained prominence due to the beneficial effects on the environment and disease prevention to humans. For the present work, a biodegradable adsorbent was developed from natural polysaccharides to remove Pb (II) from wastewater. Chitosan (QT) and pectin (PEC) polysaccharides were used at a concentration of 1% (QT) and 2.5% (PEC). Chitosan (QT) is a natural and cationic biopolymer, obtained mainly through the partial deacetylation reaction of chitin, which is the second most abundant natural biopolymer on the planet, extracted mainly from the crustacean exoskeleton. Pectin (PEC) is an anionic polysaccharide, soluble in water and extracted mainly from plant cell walls, PEC extraction occurs through thermal and mechanical treatments. The new materials were characterized and applied to the adsorption process. From the infrared spectroscopy (FT-IR), characteristic peaks of pure polysaccharides and in the polymer blend were observed, proving the formation of the material. The TGA / DTG curves showed that the material has thermal stability close to 250 ºC. In addition, material stability was observed from the micrographs, where it indicated homogeneous surfaces with no fractures. The adsorption process between the adsorbent-adsorbate (QT / PEC and Pb (II)) was proven from the result of the EDS and DSC techniques. In these cases, the materials were evaluated before and after the adsorption process. The EDS spectra indicated the presence of the metal Pb (II) after adsorption. The DSC curves showed a shift in the endothermic peak at 7 ºC. The presence of carboxylic groups (indicated by FT-IR) ratified Boehm's titration values indicating the possible electrostatic attraction between these negatively charged groups at pH 4 (ensured by pH (pcz) assays). There was a strong interaction between adsorbent-adsorbate from the adjustments of theoretical adsorption models with values of maximum amount adsorbed in the balance of 112 mg g-1. In this way, we can conclude that the prepared material was characterized and applied to the Pb (II) metal adsorption process, presenting satisfactory results, even after the process was reused repeatedly three times. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23571 |
| Aparece nas coleções: | LD - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
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