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Biblioteca Virtual de Teses e Dissertações

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Resumo Original (PT):

METAIS CONSTITUEM UM DOS POLUENTES QUE TEM TRAZIDO GRANDE PREOCUPAÇÃO AMBIENTAL ATUALMENTE, SENDO NECESSÁRIO O DESENVOLVIMENTO DE TÉCNICAS PARA REMOÇÃO DESTES DE EFLUENTES. PARA TANTO, MATERIAIS A BASE DE SÍLICA TÊM SIDO DESENVOLVIDOS PARA SE REALIZAR A EXTRAÇÃO EM FASE SÓLIDA DESTE TIPO DE POLUENTE, DEVIDO A VÁRIAS POTENCIAIS VANTAGENS QUE ESTES MATERIAIS APRESENTAM, COMO ALTAS ÁREAS SUPERFICIAIS ESPECÍFICAS, ESTRUTURA AJUSTÁVEL DE PARTÍCULAS E POSSIBILIDADE DE FUNCIONALIZAÇÃO. PORTANTO, O PRESENTE TRABALHO DESCREVE A SÍNTESE DE SÍLICA MESOPOROSA UTILIZANDO PLURONIC P123 COMO TEMPLATE PARA FORMAÇÃO DOS POROS E A ORGANOFUNCIONALIZAÇÃO DO MATERIAL COM O LIGANTE 4-AMINO-2-MERCAPTOPIRIMIDINA, BEM COMO SUA POSTERIOR APLICAÇÃO NA REMOÇÃO DE CU(II), CD(II), ZN(II), PB(II) E NI(II) DE MEIOS AQUOSOS. A SÍLICA MESOPOROSA APRESENTOU ÁREA SUPERFICIAL ESPECÍFICA DE 418 M2 G-1, E POROS COM DIÂMETRO MÉDIO DE 7,0 NM. SUA FUNCIONALIZAÇÃO FOI CONSTATADA POR ESPECTROSCOPIA VIBRACIONAL EM INFRAVERMELHO, A QUAL INDICOU A PRESENÇA DE BANDAS DE CH EM 2955 E 2851 CM-1 E DE C=C/C=N EM 1588, 1512 E 1450 CM-1, APÓS A FUNCIONALIZAÇÃO DO MATERIAL. TAMBÉM FOI REALIZADA A ANÁLISE ELEMENTAR DE N DO MESMO, A QUAL FORNECEU UM ANCORAMENTO DE 0,1628 MMOL DE LIGANTE POR GRAMA DE SÍLICA ORGANOFUNCIONALIZADA. O EXPERIMENTO CINÉTICO DEMONSTROU QUE O MATERIAL POSSUI CINÉTICA LENTA DE ADSORÇÃO PARA TODAS AS ESPÉCIES ESTUDADAS, E QUE SEU PROCESSO ADSORÇÃO APRESENTA MAIOR TENDÊNCIA A SER DESCRITA PELO MODELO CINÉTICO DE PSEUDO-SEGUNDA ORDEM. O PH MAIS ADEQUADO PARA OCORRÊNCIA DA ADSORÇÃO DOS ÍONS DEMONSTROU-SE ESTAR COMPREENDIDO ENTRE 5 E 6, EM DECORRÊNCIA DA MENOR CONCENTRAÇÃO DE ÍONS HIDRÔNIOS NO MEIO. SOB CONDIÇÕES OTIMIZADAS DE TEMPO E PH, FORAM DETERMINADAS AS CAPACIDADES MÁXIMAS DE ADSORÇÃO PARA CADA ESPÉCIE METÁLICA, OBTENDO-SE 13,0 μMOL G-1 PARA ZN(II), 12,3 μMOL G-1 PARA CU(II), 3,45 μMOL G-1 PARA NI(II), 2,42 μMOL G-1 PARA PB(II) E 0,60 μMOL G-1 PARA CD(II). CONSTATOU-SE QUE, PARA ZN(II) E CU(II), O MODELO QUE MELHOR DESCREVE A ADSORÇÃO DO MATERIAL FOI O MODELO DE FREUNDLICH, ENQUANTO PARA OS DEMAIS ÍONS, O MELHOR MODELO FOI O DE LANGMUIR. APESAR DE A FUNCIONALIZAÇÃO TER SIDO BEM-SUCEDIDA, CONFORME OBSERVADO PELA ANÁLISE ELEMENTAR, O MATERIAL APRESENTOU CAPACIDADES ADSORTIVAS AQUÉM DO ESPERADO DEVIDO À OBSTRUÇÃO DOS POROS APÓS A FUNCIONALIZAÇÃO DO MATERIAL. AINDA, ESTE MESMO FATO PODE TAMBÉM TER CONTRIBUÍDO PARA QUE O MATERIAL NÃO APRESENTASSE CINÉTICA DE ADSORÇÃO RÁPIDA, O QUE, POR CONSEGUINTE, AFETOU A EFICIÊNCIA DO MATERIAL PARA EXPERIMENTOS EM FLUXO, E TAMBÉM INVIABILIZOU SUA APLICAÇÃO PARA EXPERIMENTOS DE PRÉ-CONCENTRAÇÃO. DESTA FORMA, O MATERIAL AINDA NECESSITA DE MELHORIAS PARA QUE SEJA APLICADO COM SUCESSO NA EXTRAÇÃO DE ESPÉCIES METÁLICAS DE AMOSTRAS DE ÁGUAS NATURAIS.

Palavras-Chave (EN):

Resumo Original (EN):

AMONG POLLUTANTS, METALS HAVE BECOME A GREAT ENVIRONMENTAL PROBLEM NOWADAYS, SO IT IS VERY IMPORTANT TO DEVELOP TECHNIQUES TO REMOVE THEM FROM WASTEWATERS. SILICABASED MATERIALS HAVE BEEN DEVELOPED TO PERFORM THE SOLID-PHASE EXTRACTION OF SUCH POLLUTANTS, DUE TO MANY POTENTIAL ADVANTAGES THESE MATERIALS PRESENT SUCH AS HIGH SPECIFIC SUPERFICIAL AREA, ADJUSTABLE PARTICLES STRUCTURE AND POSSIBILITY OF FUNCTIONALIZATION. IN VIEW OF THAT, THIS WORK DESCRIBES THE SYNTHESIS OF MESOPOROUS SILICA USING PLURONIC P123 AS PORE TEMPLATE AND ITS ORGANOFUNCTIONALIZATION WITH THE LIGAND 4-AMINO-2- MERCAPTOPYRIMIDINE AS WELL AS ITS APPLICATION FOR THE REMOVAL OF CU(II), CD(II), ZN(II), PB(II) AND NI(II) FROM AQUEOUS MEDIA. THE SILICA PRESENTED SPECIFIC SUPERFICIAL AREA OF 418 M2 G-1, AND PORES WITH AVERAGE DIAMETER OF 7.0 NM. ITS FUNCTIONALIZATION WAS VERIFIED THROUGH INFRARED VIBRATIONAL SPECTROSCOPY, WHICH INDICATED THE PRESENCE OF CH BANDS IN 2955 AND 2851 CM-1, AND ALSO OF C=C/C=N BANDS IN 1588, 1512 E 1450 CM-1 AFTER THE FUNCTIONALIZATION OF THE MATERIAL. ELEMENTAL ANALYSIS WAS CARRIED OUT, WHICH ALLOWED TO CALCULATE THE AMOUNT OF LIGAND COUPLED TO THE SURFACE OF THE MATERIAL, PROVIDING 0,1628 MMOL OF LIGAND PER GRAM OF ORGANOFUNCITONALIZED SILICA. THE KINETIC EXPERIMENTS DEMONSTRATED THAT THE MATERIAL EXHIBITS SLOW ADSORPTION KINETICS FOR ALL THE STUDIED SPECIES, AND THAT ITS ADSORPTION PROCESS CAN BE DESCRIBED BY THE PSEUDO-SECOND ORDER KINETIC MODEL. THE OPTIMUM PH FOR THE OCCURRENCE OF THE IONS ADSORPTION WAS FOUND TO BE BETWEEN 5 AND 6, BECAUSE OF THE LOWER HYDRONIUM CONCENTRATION IN THE MEDIUM. UNDER OPTIMIZED CONTACT TIME AND PH CONDITIONS, IT WAS DETERMINED THE MAXIMUM ADSORPTION CAPACITIES FOR EACH METAL SPECIES, OBTAINING 13,0 μMOL G-1 FOR ZN(II), 12,3 μMOL G-1 FOR CU(II), 3,45 μMOL G-1 FOR NI(II), 2,42 μMOL G-1 FOR PB(II) E 0,60 μMOL G-1 FOR CD(II). IT WAS OBSERVED THAT FOR ZN(II) AND CU(II), THE BEST MODEL TO DESCRIBE THE ADSORPTION OF THE MATERIAL WAS FREUNDLICH MODEL, WHEREAS, FOR OTHER IONS, LANGMUIR MODEL WAS THE MOST SUITABLE. DESPITE THE FUNCIONALIZATION HAD BEEN SUCCESSFUL AS VERIFIED THROUGH ELEMENTAL ANALYSIS, THE MATERIAL PRESENTED VERY LOW ADSORPTION CAPACITIES DUE TO THE CLOGGING OF THE PORES AFTER THE FUNCTIONALIZATION OF THE MATERIAL. MOREOVER, THIS FACT MAY ALSO HAVE CONTRIBUTED FOR THE LOW KINETIC OF THE MATERIAL, WHICH, BY ITS TURN, AFFECTED ITS EFFICIENCY FOR IN-FLUX EXPERIMENTS AND MADE ITS APPLICATION FOR PRECONCENTRATION EXPERIMENTS IMPRACTICAL. IN VIEW OF THAT, THE MATERIALS? PROPERTIES WERE NOT SUITABLE FOR ITS APPLICATION IN NATURAL WATERS.

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