Efeito dos parâmetros do plasma na funcionalização de nanotubos de carbono e sua influência na adsorção de sulfadiazina em água

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Lima, Julya Franco
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Química; Nanotubos de carbono; Antibióticos; Sulfadiazina - Absorção e adsorção; Uréia; Química de plasma; Poluentes orgânicos da água
• Link de acesso: https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/20127

O uso indiscriminado de antibióticos sulfadiazina (SDZ) representa um sério risco para a saúde humana e para o ambiente aquático. Para mitigar esses impactos, técnicas eficazes e economicamente viáveis de remoção desta substância da água são essenciais, sendo a adsorção uma abordagem promissora. Os nanotubos de carbono (NTC) se destacam como material adsorvente devido à sua capacidade de modificação conforme a aplicação desejada, tornando-os ideais para o tratamento de águas e efluentes. A funcionalização por plasma emerge como uma técnica atrativa por ser rápida, escalonável e livre de solventes, permitindo a inserção controlada de grupos funcionais nos NTC, seja a partir de gases ou compostos orgânicos, como ureia. Este estudo investigou a influência da misturas de gases (Ar, Ar/N2 e Ar/O2 de 80:20) e das fontes de energia (RF e ABIPPS) na funcionalização de NTC com ureia por plasma, visando otimizar suas propriedades como material adsorvente. Os NTC foram misturados com ureia em fase sólida e funcionalizados por plasma de radiofrequência (35W) e ABIPPS (110W) durante 30 minutos. As amostras foram caracterizadas utilizando espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raio-X (XPS), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia de Raman, área superficial pelo método de Brunauer, Emmett e Teller (BET) e ponto de carga zero (PCZ). A eficácia dos NTC funcionalizados na remoção do fármaco SDZ foi avaliada através de testes de tempo de contato e ensaios em coluna. Os resultados de XPS confirmaram a funcionalização dos NTC, evidenciando a inserção de oxigênio e nitrogênio em sua superfície, com destaque para um maior teor de N (0,4% at.) nas amostras funcionalizadas com a mistura de gases Ar/N2-RF e a maior inserção de O (6,4 % at.) foi observada utilizando apenas o fluxo de gás Ar-ABBIPS. A escolha da fonte de energia também influenciou significativamente a composição química e na dissociação da ureia durante o processo de plasma. Estudos de adsorção mostraram que a amostra tratada apenas com Ar-ABBIPS teve maior eficiência devido aos grupos funcionais que aumentaram a área superficial e a carga positiva da superficie. Todas as amostras tratadas com plasma e testadas em colunas de leito fixo tiveram bom desempenho, removendo SDZ por mais tempo que o NTC não tratado