Estudo da remoção de cromo (VI) de sistemas aquosos por nanopartículas de cobalto

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Leles, Patrícia Goulart
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Química
• Palavras-chave em Português: Cromo; Materiais nanoestruturados; Adsorção; Química Analítica
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/30340

O presente trabalho avaliou a eficiência das nanopartículas de cobalto (NPs Co) na remoção de Cr(VI) em solução aquosa. As NPs Co foram sintetizadas pelo método de redução química. O material foi caracterizado pelas técnicas de Microscopia Eletrônica de Transmissão, Difração de Raios X e Potencial de Carga Zero (PCZ). As nanopartículas tiveram tamanhos inferiores a 50 nm, foram identificados picos referentes ao cobalto metálico a 47,87 o e 75,84 o , e picos do óxido de cobalto (CoO) a 34,7 o , 39,55 o , 57,2 o e 68,6 o . O PCZ obtido foi de 9,075. Foram avaliados diferentes parâmetros na cinética do processo de adsorção, como tempo de equilíbrio, pH, dose de adsorvente, concentração de Cr(VI) e temperatura. A eficiência do processo reacional foi monitorada por Espectrofotometria de Absorção Molecular UV-Vis usando a 1,5-difenilcarbazida. Os melhores resultados obtidos foram em pH 2,00, com a utilização da dose de 1,0 g L -1 de NPs Co e concentração de Cr(VI) a 40,0 mg L -1 , obtendo-se uma remoção de aproximadamente 90% em 10 horas de reação. Estudos indicam que o método de remoção é caracterizado por uma etapa de adsorção devido a interações eletrostáticas entre o ânion (CrO 42- ) e as NPs Co, carregadas positivamente. Na sequência ocorre uma etapa de redução de Cr(VI) a Cr(III), e, por fim, co-precipitação de Cr(III) na forma de Cr(OH) 3 sobre as NPs Co. O modelo que melhor se ajustou aos dados de adsorção foi o de Langmuir, com coeficiente de correlação de 0,980. A capacidade máxima de adsorção de Cr(VI) em NPs Co foi de 66,6 mg g -1 . O mecanismo de adsorção de Cr(VI) foi explicado pelo modelo cinético de pseudo-segunda ordem (R 2 =0,994). Os parâmetros termodinâmicos, incluindo a energia livre de Gibbs (ΔG o = -18,4, -19,3, -20,6, -20,9, -21,7 Kj mol -1 ), entalpia (ΔH o = 4,88 KJ mol -1 ), e a entropia (ΔS o = 81,0 J mol -1 K -1 ) foram estudadas a diferentes temperaturas (15, 25, 35, 45 e 55° C). Os resultados mostraram que a adsorção de Cr(VI) em nanopartículas de cobalto foi de natureza endotérmica. A vantagem do uso das NPs Co é que elas podem ser removidas do processo através de campo magnético. Porém, o seu reuso não apresentou resultados satisfatórios, uma vez que no segundo ciclo de uso a remoção de Cr(VI) foi inferior a 30%. Essa dissertação é dividida em dois capítulos: o capítulo 1 traz uma introdução, seguida de uma revisão da literatura; e o capítulo 2 apresenta a metodologia adotada e os resultados, com as respectivas discussões.