Hidrogéis de poli(ácido acrílico)/poli(álcool vinílico) e íons Fe3+ com propriedades de autocura para aplicação na adsorção seletiva de corante catiônico - Mota, Henrique Peres da (2023)
A poluição de ambientes aquáticos por contaminantes orgânicos, principalmente corantes, é uma realidade preocupante. Com isso, a demanda por materiais robustos e sistemas inovadores voltados para a remediação desses ambientes vem crescendo. Como opção, o presente trabalho propõe o desenvolvimento e aplicação de um hidrogel sintetizado a partir da formação de múltiplas redes poliméricas com propriedades de autocura utilizando para isso poli(ácido acrílico) (PAAc), poli(álcool vinílico) (PVA) e íons Fe3+. A presença dos íons de Fe3+ na matriz polimérica além de torná-la mais estável térmica e mecanicamente, também influencia a capacidade de intumescimento do hidrogel e confere ao mesmo uma habilidade de autocura. Essa última propriedade se deve à formação de ligações iônicas dinâmicas entre os íons Fe3+ e os grupos carboxílicos do PAAc. Ligações dessa natureza permitiram que o hidrogel PAAc/PVA@Fe3+ atingisse um percentual de autocura de cerca de 68% em apenas 8 h. Estudos de adsorção em batelada utilizando os corantes azul de metileno (MB) e alaranjado de metila (MO) foram realizados para investigar as melhores condições de uso desses hidrogéis. Ainda, foi verificado experimentalmente que há uma seletividade na adsorção do MB com relação ao corante MO devido às interações eletrostáticas entre o corante catiônico (MB) e o hidrogel com grupos aniônicos. Em misturas binárias dos corantes, o hidrogel PAAc/PVA@Fe3+ foi capaz de remover 81,0% do MB, enquanto apenas 15,1% do MO foi removido. De acordo com a isoterma de Langmuir, a capacidade máxima de adsorção do MB no hidrogel foi de 27,4 mg/g quando condições relativamente brandas de trabalho foram utilizadas (pH 6–7, 180 min, 25 ºC). Ademais, o hidrogel demonstrou uma boa capacidade de regeneração e reuso mantendo a eficiência de adsorção acima de 60% mesmo após 10 ciclos. A eficiência de remoção se manteve após o processo de autocura. Em suma, o hidrogel de múltiplas redes e autocurável PAAc/PVA@Fe3+ é um forte candidato para aplicação prática na remediação ambiental atuando na remoção seletiva de corantes catiônicos do meio aquoso.