A poluição de corpos d´água por metais pesados é um problema mundial, mas particularmente importante em países que apresentam atividades intensas de mineração, como o Brasil. Os contaminantes, sobretudo aqueles conhecidos como metais pesados, podem apresentar toxicidade altíssima, como é o caso do cromo hexavalente, do cádmio, chumbo e outros. Diante desse quadro, esforços para o aprimoramento de técnicas de remoção de cátions de água são necessárias e podem ter impacto positivo na Saúde Pública e em outras áreas. Diante do exposto o projeto se propõe a produzir materiais poliméricos (orgânicos) sob medida e otimizados para a remoção de cátions de metais de transição de soluções aquosas. Para a síntese desses materiais foram usadas técnicas de polimerização via radical livre e controlada, com o intuito de otimizar a capacidade de remoção. Os polímeros tiveram como base o ácido poli(metacrílico) que tem alto poder de adsorção de cátions. Paralelamente foi criado um sistema de remoção de cátions de solução aquosa usando polímeros confinados em membranas de diálise. A influência da massa molar média, do tipo de síntese e da presença do comonômero metacrilamida foi estudada. Para o estudo da capacidade máxima de remoção de Cu(II) e Cd(II), os parâmetros temperatura, pH da solução, velocidade e tempo de agitação foram fixados. A capacidade máxima de remoção dos íons de Cu(II) variou entre 1,36 mmol.g-1 a 1,65 mmol.g-1, e para os íons de Cd(II) variou entre 1,13 mmol.g-1 a 1,55 mmol.g-1. A partir dos resultados foi possível observar uma relação positiva entre a massa molar média das cadeias e a capacidade de ligação aos cátions metálicos. A presença de metacrilamida na cadeia polimérica teve uma influência negativa na ligação com cádmio, mas pouca influência na ligação com o cobre. A partir desses estudos foi possível concluir que os polímeros sintetizados e imobilizados em sacos de diálise são eficientes na remoção de íons de Cu(II) e de Cd(II) de soluções aquosas. Destaca-se, além da eficiência, a praticidade do uso do método desenvolvido. / New methods for heavy metal removal from aqueous solutions are necessary, particularly for regions where mining and other activities involving such toxicants are typical. The use of membrane-based methods in combination with polymers able to bind ions is a very efficient and easy way to remove toxic and undesirable ions from aqueous solutions. Herein, a new method for ion removal is presented. Solutions of different polymers based on polymethacrylic acid (PMAA) were entrapped in a dialysis sack, so that only the small ions can flow through the membrane and bind to the polymer inside. The polymers were synthesized by free radical polymerization (FRP) and the controlled radical polymerization method, RAFT. FRP and RAFT PMAA homopolymers were tested in removal assays as well as a PMAAM-methacrylamide copolymer. All materials were able to remove Cu(II) and Cd(II) from buffered aqueous solution (pH=5.7). The best result, obtained with PMAA-CRP, reached 94.8 mg of Cu(II) and 134.1mg of Cd(II) bound per gram of polymer. The better result for the FRP polymer may be due to its higher molar mass, although more studies are necessary to confirm that. The copolymer showed the lowest binding due most probably to its reduced negative density on the chain. The binding process is described as due to ion exchange, since the PMAA is considered a condensed polymer at the conditions studied. Because is a passive method, the removal system developed is, in principle, more convenient and energy efficient than other alternatives to be used in real conditions. / Programa Institucional de Bolsas de Pós-Graduação - PIB-PÓS
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:10.254.254.39:tede/691 |
| Date | 31 May 2014 |
| Creators | NUNES, Wanessa Aparecida Caetano |
| Contributors | FLORENZANO, Fábio Herbst, http://lattes.cnpq.br/6723824309330493, SARON, Clodoaldo, SILVA, José Maurício Schneedorf Ferreira da |
| Publisher | Universidade Federal de Alfenas, Instituto de Química, Brasil, UNIFAL-MG, Programa de Pós-Graduação em Química |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UNIFAL, instname:Universidade Federal de Alfenas, instacron:UNIFAL |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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