Produção de nanopartículas magnéticas aplicada ao processo de tratamento de efluentes oriundos das indústrias têxteis
Data
2018-08-27
Autores
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Resumo
Iron oxide magnetic nanoparticles (NPs) were synthetized by chemical coprecipitation method
under ultrasound. Synthetized NPs were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier
transform infrared (FTIR) spectroscopy, porosimetry and magnetometry. The crystalline phase of the obtained NPs was identified as maghemite and the crystallite average size was estimated
by Scherrer equation around 31.5 nm. The FTIR spectra presented distinct absorptions bands at
corresponding to intrinsic stretching vibrations of Fe–O bond at the iron oxides. Langmuir and
BET surface areas of as-formed samples is 220,15 ± 19,81 m2 g-1 and 127,19 ± 4,94 m2 g-1
respectively. NPs samples present ferromagnetic behavior and saturation magnetization (SM)
value of 46 emu g-1. Adsorption performances on synthetized and commercial nanoparticles
were investigated and compared. The influences of parameters including pH, dye concentration,
and agitation time have been investigated in order to find the optimum adsorption conditions.
Parameters as pH 4.0, with 150 min of contact time and dye concentration of 20 mg L-1 were
chosen. Adsorption results indicate that the isotherm and kinetics for dye adsorption on NPs
obey Freundlich isotherm and pseudo-second-order kinetic, respectively. The maximum dye
(20 mg·L-1) removal efficiency to maghemite NPs was found to be 43% and to commercial
magnetite NPs was 33%. For the same experimental conditions, maghemite also had better
application of the available area for adsorption than the magnetite NPs, presenting values of
8.80 mg g-1 and 6.12 mg g-1, respectively.
Descrição
Nanopartículas magnéticas de ferro (NPs) foram sintetizadas através do método de
coprecipitação química assistida por ultrassom. As NPs sintetizadas foram caracterizadas por
difratometria de raios-X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho (IV), porosimetria
e magnetometria. A fase cristalina das NPs obtidas foi identificada como maghemita e o
tamanho médio dos cristalitos foi estimado pela equação de Scherrer em torno de 31,5 nm.
Através do espectro obtido na região do IV foram observadas bandas características dos
estiramentos vibracionais Fe-O referente aos óxidos de ferro. Através da análise de
porosimetria, as NPs apresentaram área superficial em torno de 220,15 ± 19,81 m2 g-1 e 127,19
± 4,94 m2 g-1 para o modelo de Langmuir e BET, respectivamente. O comportamento magnético
das NPs foi característico de um material ferromagnético com magnetização de saturação em
torno de 46 emu g-1. Ensaios adsortivos foram realizados e os valores obtidos foram comparados
entre as NPs sintetizadas e as NPs de magnetita obtidas comercialmente. As variáveis que mais
influenciam em processos de adsorção, tais como pH, tempo de contato e concentração do
corante foram identificadas como 4, 150 minutos e 20 mg L-1, respectivamente. Isotermas de
adsorção foram construídas e o sistema NPs/corante demonstrou um comportamento de
equilíbrio de adsorção multicamadas, característico do modelo de Freundlich para ambos os
adsorventes. Através dos tratamentos estatísticos, o modelo de pseudo segunda-ordem
representou de forma mais adequada os dados cinéticos para os adsorventes estudados. Em
termos de eficiência de remoção as NPs de maghemita removeram 43% do corante (20 mg L-1)
enquanto as NPs de magnetita comercial removeram 33%. Para as mesmas condições
experimentais, a maghemita também obteve melhor aproveitamento da área disponível para
adsorção do que as NPs de magnetita, apresentando valores de 8,80 mg g-1 e 6,12 mg g-1,
respectivamente.
Palavras-chave
Nanopartículas magnéticas, Maghemita, Magnetita, Adsorção, Corantes
Referência
DAMASCENO, Bárbara Souza. Produção de nanopartículas magnéticas aplicada ao processo de tratamento de efluentes oriundos das indústrias têxteis. 2018. 19 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Tecnólogo em Gestão da Produção Industrial) - Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho, Universidade Federal Rural de Pernambuco, 2018.