Desenvolvimento de partículas magnéticas de quitosana modificadas com etilenodiamina e ferro (III) e seu emprego na remoção de arsênio (V) de águas

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Silva, Danilo de Castro
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; BR; Agroquímica analítica; Agroquímica inorgânica e Físico-química; Agroquímica orgânica; Mestrado em Agroquímica; UFV
• Palavras-chave em Português: Adsorção; Quitosana; Arsênio (V); Adsorption, Chitosan, Arsenic (V); CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA
• Link de acesso: http://locus.ufv.br/handle/123456789/2158

No presente trabalho, partículas magnéticas de quitosana quimicamente modificadas com etilenodiamina e ferro(III) (PMQ-EDA-Fe(III)) foram preparadas para a adsorção de íons As(V) e sua determinação foi feita por Espectrometria de Absorção Atômica utilizando um gerador de hidretos (EAA-GH). As partículas magnéticas PMQ-EDA-Fe(III) preparadas foram caracterizadas por meio de MEV, FTIR, CHN e difração de raio-X (XRD). As propriedades de adsorção das partículas magnéticas PMQ-EDA-Fe(III) para As(V) foram avaliadas. Vários fatores que afetam o comportamento da adsorção tais como pH, temperatura, tempo de contato, efeito de outros íons e dessorção foram estudados. O equilíbrio foi alcançado após 80 minutos aproximadamente para As(V) (50 mg L-1) em pH = 7. A cinética de adsorção segue o mecanismo da equação de pseudo-segunda ordem para todos os sistemas estudados, evidenciando sorção química como a etapa limitante do mecanismo de adsorção e não envolve uma transferência de massa em solução. Os dados de equilíbrio foram analisados usando os modelos de isoterma Langmuir e de Freundlich. De acordo com o modelo de Langmuir a C. capacidade máxima de adsorção foi 43,48 mg g-1 para As(V) a 40 ° As partículas PMQ-EDA-Fe(III) mostraram altas capacidades de adsorção para As(V). A inibição da adsorção pela competição de ânions foi dependente do tipo de espécie iônica presente. O arsenato ligado ao PMQ-EDA-Fe(III) foi regenerado com uma eficiência de cerca de 89,29 % no primeiro ciclo utilizando como solução extratora hidróxido de sódio 0,5 mol L-1 (NaOH) e após o 3° ciclo de reutilização, a eficiência reduziu para 55,74 %. Foram realizados estudos de adsorção utilizando-se colunas com diferentes alturas, variando de 2 a 5 cm, e com vazão de 1 e 2 mL min-1. Pela avaliação dos tempos de quebra de eficiência e tempo de saturação da coluna de leito fixo, pode-se observar que eles aumentam de acordo com o tamanho do leito e com a diminuição da vazão. A capacidade máxima de adsorção com a vazão de 2 xvi mL min-1 foi de 37,56 mg g-1 e com 1 mL min-1 foi de 25,39 mg g-1. A determinação dos parâmetros do modelo de Bohart e Adam mostraram uma boa capacidade de retenção de As(V), sendo a capacidade adsortiva por volume de leito (No) igual a 27,8 g L-1, e a constante cinética (K) igual a 0,063 L mg -1 h-1. O potencial de atuação do material adsorvente, também foi testado diante de amostras de águas naturais contaminadas por arsênio coletadas na região do Quadrilátero Ferrífero, MG. Os resultados das análises em água mostraram concentrações de As total variando entre 0,64 e 220,6 μg L-1, evidenciando que em algumas amostras as quantidades estão muito superiores ao limite máximo recomendado pelos órgãos brasileiros de monitoramento de águas destinadas ao consumo humano, que é de 10,0 μg L -1. Com isso, os níveis de remoção de As atingiram 98,39% com as PMQ-EDA-Fe(III).