TCC - Licenciatura em Química (Sede)
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Item Adsorção dos íons metálicos Cu2+ e Mn2+ em sistema bicomponente utilizando carvão ativado preparado a partir de sabugo de milho como adsorvente(2022-05-20) Campos, Natália Ferreira; Moraes, Alex Souza; Duarte, Marta Maria Menezes Bezerra; http://lattes.cnpq.br/2069994676017059; http://lattes.cnpq.br/0440163845324480; http://lattes.cnpq.br/7441229690485153Os metais pesados são utilizados em diversas áreas, com destaque para a indústria de papel e celulose, uma vez que seus efluentes contem altos teores de cobre e manganês que podem causar efeitos nocivos sobre os sistemas vivos devido a sua natureza tóxica, não serem biodegradáveis e acumulam-se nos organismos. Tal problema tem levado diversos grupos de pesquisa a buscarem alternativas de tratamento. A adsorção utilizando carvão ativado preparado a partir resíduos agroindustriais vem se apresentando como uma alternativa para o tratamento de efluentes contendo metais pesados. Diante do exposto, este trabalho propõe a utilização de carvão ativado preparado a partir de sabugo de milho como adsorvente para remoção dos íons metálicos Cu2+ e Mn2+ em sistemas mono e bicomponente. O carvão ativado do sabugo de milho foi ativado quimicamente com H3PO4. A caracterização do sabugo de milho e do carvão ativado foi realizada por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier, titulação de Boehm e determinação do pH do ponto de carga zero. A influência do pH inicial da solução no processo adsortivo foi estudada visando determinar o pH utilizado nos estudos posteriores. Com base nos resultados obtidos foram realizados estudos cinéticos e de equilíbrio de adsorção para os sistemas mono e bicomponente. A caracterização indicou que a ativação promoveu um aumento de grupos carboxílicos na superfície do adsorvente, redução do valor do pHPCZ de 4,7 do sabugo de milho para 3,0 o carvão ativado, aumentando a faixa de pH da solução em que a superfície do carvão fica carregada negativamente o que favoreceu a adsorção dos íons Cu2+ e Mn2+. No estudo do efeito do pH inicial da solução em sistema monocomponente, os pH 4 e 6 apresentaram melhores resultados para os íons Cu2+ e Mn2+, respectivamente, já no sistema bicomponente foi pH 4. O modelo que melhor representou os dados experimentais da evolução cinética foi o de pseudo-segunda ordem para os sistemas monocomponente e para o Cu2+ no sistema bicomponente, enquanto que para o Mn2+ foi o modelo de pseudo-primeira ordem. No equilíbrio de adsorção, foi verificado que o modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais foi o de Sips para o Cu2+ e Langmuir para o Mn2+ em sistema monocomponente. A capacidade adsortiva experimental foi de 0,39 mmol•g-1 para Cu2+ e de 0,22 mmol•g-1 para Mn2+. Com relação ao sistema bicomponente, foi verificado o efeito antagônico da presença de Cu2+ para adsorção de Mn2+, sendo o modelo que melhor descreveu o processo o de Langmuir estendido, pois indicou a maior afinidade do Cu2+ com o carvão ativado. Os resultados deste trabalho demonstram o potencial técnico do carvão ativado preparado a partir do sabugo de milho para a adsorção dos íons Cu2+ e Mn2+ em sistemas mono e bicomponente.Item Estudo da adsorção do corante amarelo de tartrazina em hidróxido duplo lamelar contendo níquel e alumínio(2023-09-22) Silva, Camilla Ferreira da; Barros, Ivoneide de Carvalho Lopes; http://lattes.cnpq.br/5272867419216787; http://lattes.cnpq.br/9913666540185102O despejo inadequado de efluentes em rios e mares por indústrias de diversos segmentos vem causando grande impacto ambiental e influenciando diretamente diferentes ecossistemas aquáticos. Para remoção desses efluentes o processo mais empregado é a adsorção, que consiste em reter partículas na superfície de sólidos. Nesse sentido, este trabalho propôs o estudo cinético e variação dos parâmetros pH, concentração do corante e tempo de contato de adsorção do corante amarelo de tatrazina em solução aquosa. Para tanto foram utilizados como adsorventes os hidróxidos duplo lamelares (HDL) contendo Ni e Al nas razões 1; 0,5 e 0,25 , nomeados como HDL-Ni0,5Al0,5, HDL-Ni0,33Al0,67 e HDL-Ni0,2Al0,8, respectivamente, intercalados com o ânion tereftalato, os quais foram preparados via coprecipitação em pH controlado. HDL é um composto do tipo hidrotalcita de fórmula geral [M2+(1-x) M3+X (OH)-2]x+ A-x/n m.H2O. Resultados de DRX confirmaram a formação dos HDLs através dos planos (003) e (110), sendo que os espectros de FTIR apresentaram bandas características de hidroxila entre 3200-3600 cm-1, bem como absorção em 1600 cm-1, e banda de800-860 cm-1 relacionadas ao ânion tereftalato. Ademais, foi realizada a determinação do ponto de carga zero (PCZ) a partir do método dos 11 pontos, sendo obtidos os valores de 5.51, 5.31 e 6.67 para os HDL-Ni0,5Al0,5, HDL-Ni0,33Al0,67 e HDL-Ni0,2Al0,8. Na análise da influência do pH inicial do meio, os três HDLs produzidos demonstraram maior eficiência em pH ácido igual a 2. Ensaios de adsorção envolvendo o tempo de contato demonstraram que os HDL-Ni0,5Al0,5, HDL-Ni0,33Al0,67atingiram o máximo de remoção do corante, alcançando valores acima de 90% em solução de 40 e 80 mg/L do contaminante, e acima de 30% para 160mg/L. com tempo de contato a partir dos 120 minutos para as concentrações de 40,80 e 160 mg/L. Enquanto para o HDL-Ni0,2Al0,8 , o tempo de contato foi a partir de 240 minutos, obtendo remoção acima de 50% para as respectivas concentrações. Avaliando a influência da temperatura, foi observado que o aumento da temperatura de ~29oC para 50oC promoveu um aumento da remoção do corante na solução com todos os adsorventes sendo um indicativo de processo endotérmico. Por fim, no estudo cinético, o modelo que mais se ajustou aos dados experimentais foi o de pseudo-segunda ordem, indicando que o processo de adosrção doItem Estudo da remoção de Cd, Zn e as empregando a quitosana como adsorvente(2025-07-30) Gomes, Layla Ângeles; Gomes, Maria José de Filgueiras; http://lattes.cnpq.br/0060810526769648; http://lattes.cnpq.br/8469037299361586Com o advento da agricultura e da pecuária no período Neolítico e, posteriormente, com o avanço da globalização e das revoluções industriais, a exploração dos recursos naturais se intensificou, gerando impactos negativos no meio ambiente. Entre esses impactos, destaca-se a poluição dos corpos hídricos, especialmente por metais pesados como zinco (Zn), cádmio (Cd) e arsênio (As), os quais são altamente tóxicos e representam um sério risco à saúde pública e à biodiversidade. Esses metais possuem alta persistência ambiental e bioacumulam-se em organismos vivos, provocando efeitos adversos mesmo em baixas concentrações. Frente às limitações dos métodos convencionais de tratamento de água, a adsorção surge como uma alternativa promissora por ser de baixo custo, eficiente e ambientalmente adequada. Nesse contexto, a quitosana tem se destacado como um biossorvente eficiente, devido à sua estrutura química que favorece interações com os metais, além de sua disponibilidade abundante e biodegradabilidade. Derivada da quitina, presente em exoesqueletos de crustáceos, a quitosana oferece uma solução sustentável alinhada aos princípios da Química Verde. Além disso, sua modificação química, como a reticulação com glutaraldeído, amplia sua estabilidade e capacidade de reutilização. Este trabalho investiga a eficiência da quitosana na remoção de zinco, cádmio e arsênio de águas contaminadas, contribuindo para o desenvolvimento de tecnologias limpas e acessíveis voltadas à descontaminação hídrica e à proteção ambiental.Item Estudos de pré-concentração de platina explorando materiais de sílica organofuncionalizados(2022-10-13) Sousa, Filipe Carvalho Pires de; Belian, Mônica Freire; Lavorante, André Fernando; http://lattes.cnpq.br/1011018535020717; http://lattes.cnpq.br/2626644337183959; http://lattes.cnpq.br/8810636055275824O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um material de sílica organofuncionalizado através de uma reação de sililação, por uma rota heterogênea, usando o método de Stöber, capaz de se coordenar efetivamente a íons platina (4+). A síntese da sílica modificada foi realizada pelo processo sol-gel, onde a funcionalização foi realizada one pot através da adição do N´- [(trimetoxisilil)propiletilenotriamina, tetraetilortosilicato (TEOS) e hidróxido de amônio, sendo este último catalisador das reações de hidrólise e condensação. A capacidade adsortiva/coordenativa da sílica organofuncionalizada foi avaliada através das técnicas de espectroscopia no infravermelho (FTIR) e de absorção eletrônica. Através da espectroscopia no infravermelho foi possível observar a presença das bandas referentes aos grupos silanóis (Si-OH) entre 3470 e 3090 cm-1, e uma banda larga intensa referente aos grupos siloxanos (Si-O-Si) em 1029 cm-1. Além disso, foi possível identificar as bandas em 2904 e 2829 cm-1 referente aos grupos N-H das aminas presentes na organofuncionalização da sílica, proveniente do N´- [(trimetoxisilil)propiletilenotriamida, como era esperado; e, em 1465 cm-1 observa-se a banda de C-N de aminas. A espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) foi utilizada como proposta para observar, através dos espectros, as possíveis mudanças que ocorreram com o composto organofuncionalizado após reagir com a solução de hexacloroplatinado de potássio à 10-4 mol L-1. Foi possível observar o deslocamento para menores números de onda dos sinais referentes as bandas de N-H e C-N, sugerindo que a interação entre os íons Pt4+ e o material de sílica é predominantemente através das ligações coordenativas entre o íon e os grupos amino. Após os estudos no infravermelho, foi realizado os teste na absorção eletrônica dos íons de platina com concentrações diferentes, para em seguida, construir uma curva analítica. Porém, foi realizado duas curvas analíticas com o objetivo de análisar quantitativamente a adsorção dos íons de platina nos materiais de sílica. A primeira com as concentrações de ordem 10-3, 10-4 , 10-5, 10-6 mol L-1 resultou em um bom coeficiente de regressão linear de 0,9995. Nas concentrações mais baixas, nos valores de 12.2, 48.8, 97.5, e 195 ppm, a regressão linear também foi satisfatória, pórem com um valor de 0,9801. Com isso, o composto sintetizado SIL-TMSDT se mostrou eficaz para a adsorção da platina (Pt4+) e eficiência na pré-concentração.Item Síntese eletroquímica da estrutura metal-orgânica de [Cu3(BTC)2 .(H2O)3]n e sua aplicação em biossensores e meio ambiente(2018-08-27) Silva, Renata Pereira da; Freitas, Kátia Cristina Silva de; http://lattes.cnpq.br/9622769576689246; http://lattes.cnpq.br/9318114882701456As MOFs (Metal-Organic Frameworks) são uma nova classe de materiais porosos conhecidos como redes de coordenação, formam uma extensa classe de materiais cristalinos, apresentando um átomo central (íon metálico) ou aglomerado (cluster metálico) coordenados a moléculas orgânicas (ligantes), em que essa unidade metal-ligante se repete formando uma rede polimérica de complexos metálicos em uma, duas ou três dimensões. Uma das mais importantes propriedades dessa estrutura metal-orgânica é a alta porosidade e grande área superficial, propriedades que serão exploradas para o desenvolvimento de um material adsorvente de corante têxtil em efluente e como imobilizante para a Lectina de Cratylia Mollis, uma enzima específica para glicose. A MOF de [Cu3(BTC)2.(H2O)3]n foi obtida por síntese eletroquímica e por via amperométrica utilizando-se uma solução de ácido 1,3,5-benzenotricarboxilico, nitrato de sódio e dimetilformamida em água Mllipore numa razão de 1:1. O precipitado foi filtrado, lavado e seco em uma estufa a 120°C, e em seguida foi caracterizado por espectroscopia de absorção na região do infravermelho utilizando um espectrofotômetro com transformada de Fourier (FTIR) e por voltametria cíclica. Após a mistura dessa MOF com uma solução que simulou um efluente de indústria têxtil, verificou-se que ela pode ser utilizada em seu tratamento pois foi obtido um efluente sem coloração e houve a estabilização do corante em sua estrutura. Os biossensores desenvolvidos foram elaborados com a fixação da MOF com a lectina, e a pasta de grafite nos eletrodos de platina e ouro. Realizou-se a voltametria cíclica desses sistemas em solução de glicose e frutose. Indicando que a lectina interage com soluções de baixa concentração de glicose com o disco de ouro (5, 10 e 15 mM devido ao aumento dos picos catódicos e anódicos), enquanto que com a placa de platina ela interage com altas concentrações de glicose (20, 40 e 60 mM devido ao aumento dos picos catódicos e anódicos). Não se observou a interação da lectina com a frutose, como já era esperado. Esse sistema pode ser utilizado para a identificação de glicanos em efluentes, e identificação de glicose em amostras reais, não sendo necessária uma grande quantidade de amostra para a identificação, tornando o método eficiente e de baixo custo.