Aplicação de nanopartículas de Fe/Ni suportadas em esferas de quitosana para tratamento de efluentes têxteis em reator de leito fixo

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Cruz, Felipe Santana de Oliveira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Indústria têxtil - Eliminação de resíduos; Nanopartículas; Química Analítica
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/25527

Este trabalho teve por objetivo degradar efluentes têxteis usando nanopartículas (NPs) de Fe/Ni depositadas em esferas de quitosana (NPs Fe/Ni-eQTS). Os resultados foram organizados em dois capítulos. No primeiro capítulo são descritos os resultados dos experimentos em batelada, enquanto que, no segundo, emprega-se um reator de leito fixo. No Capítulo 1, o vermelho direto 80 (VD 80) foi caracterizado demonstrando ser estável na faixa de pH estudado. As NPs Fe/Ni apresentaram tamanho nanométrico (< 50 nm) e capacidade de agregação. Estas foram aplicadas na remoção do VD 80 (10 g L-1), obtendo-se ~100% (dose: 1 g L-1, tempo: 5 min). As esferas QTS foram sintetizadas, caracterizadas por suas propriedades físico-químicas (Grau de desacetilação: 79,11 ± 1,44 %; umidade: 93,4 ± 0,9 %; densidade: 1,05 ± 0,03 g / cm3; massa: 0,0196 ± 0,0013 g; diâmetro: 0,285 ± 0,063 cm), as técnicas FTIR e MEV comprovaram os grupos funcionais e a morfologia esférica. Em seguida, as NPs Fe/Ni foram depositadas em eQTS e estes metais quantificados, obtendo uma massa de 128 mg de Fe e 20 mg de Ni. Estes materiais foram aplicados na solução do VD 80 (10 mg L-1), obtendo uma remoção de ~ 80% (dose 1 g L-1, tempo: 15 min). Este processo ocorre via processos redutivo e adsortivo, simultaneamente. A solução tratada apresentou pH final 8,82, turbidez 132 NTU e concentração do VD 80 ~0,04 g L-1. Parte dos metais depositados foi lixiviado formando hidroxocomplexos, elevando a turbidez da solução. No Capítulo 2, o tratamento de efluente da indústria têxtil foi simulado experimentalmente utilizando um reator de leito fixo preenchido por NPs Fe/Ni-eQTS. Preliminarmente, as NPs Fe/Ni-eQTS foram sintetizadas e caracterizadas por suas propriedades físico-químicas (densidade: 1,19 ± 0,35 g / cm3; massa: 0,0233 ± 0,004 g; diâmetro: 0,341 ± 0,032 cm). Foram realizados testes em batelada com NPs Fe/Ni dispersas ou depositadas, obtendo-se 100% de remoção em 10 e 20 minutos, respectivamente. O reator de leito fixo construído apresentava 1174 m2 de área superficial e 0,697 de porosidade. O tratamento do efluente bruto por NPs Fe/Ni-eQTS apresentou ~70% de remoção (tempo: 11 h, volume: 5 L). A remoção de cor ADMI (~91 %) foi superior a de DQO (~24 %), remetendo que o processo ocorre tanto por adsorção como por degradação. O efluente tratado apresentou toxicidade aguda reduzida quando comparado ao efluente bruto (87 % menor). O tratamento em reator de leito fixo apresentou um custo de R$0,27/L. Esses resultados mostraram que as NPs Fe/Ni-eQTS aplicadas em reator mostraram-se eficientes para tratar o efluente quanto aos parâmetros estudados.