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Previous issue date: 2016-05-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Lead is a heavy metal that can be found in wastewaters of acid battery production, pigment and dye factories, petrochemical and automobile industries. It can cause serious damages to environment and human health even at trace level due to its bioaccumulation capacity. Numerous techniques are used for removal of heavy metals in wastewaters, the adsorption has been a technique of high efficiency and low cost with the use of alternative adsorbents, like nanoparticles. Iron oxide nanoparticles have low toxicity, they are biocompatible, and due to their small size, they have a huge surface area and high reactivity.
In this study, colloidal suspensions of functionalized iron oxide nanoparticles with citrate were prepared using a modified coprecipitation methodology of Fe3+ and Fe2+ ions in basic medium. With the purpose of simplifying the synthesis to possible uses of nanoparticles in large scale, the colloidal suspension was obtained in one step and subsequent steps in the synthesis, such as washing and drying, were dismissed. Moreover, this synthesis does not generate waste, it has low cost, and simple application.
The nanoparticles were characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, transmission electron microscopy, point of zero charge, and molar ratio [Fe3+]/[Fe2+]. Colloidal suspensions were used for removal of Pb2+ in synthetic solutions. For this, studies were conducted to evaluate the influence of synthesis modifications in removal of metal ions, the pH and metal concentration effect, as well as the mechanisms of adsorption, kinetic and thermodynamics parameters.
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It was observed that besides the adsorption process, nanoparticles were coagulated and precipitated, up tp 97% of Pb2+ removal in was obtained in high metal concentration. Thus, due to coagulation another step of separation was not necessary, which could be costly in wastewater treatment. / O chumbo é um metal pesado que pode ser encontrado em efluentes de produção de baterias, indústria de pigmentos e corantes, petroquímica e indústria automobilística. Ele pode causar graves prejuízos ao meio ambiente e à saúde humana mesmo em baixas concentrações, devido a sua capacidade de bioacumulação. Muitos métodos são utilizados para remoção de metais pesados em efluentes a adsorção tem se mostrado uma técnica de alta eficiência e de baixo custo com a utilização de materiais adsorventes alternativos, como as nanopartículas. As nanopartículas de óxido de ferro possuem baixa toxicidade, são biocompatíveis e, devido ao seu tamanho reduzido, possuem imensa área superficial específica e alta reatividade.
Neste trabalho, foram preparadas suspensões coloidais de nanopartículas de óxido de ferro funcionalizadas com o íon citrato utilizando um método adaptado de coprecipitação de íons Fe3+ e Fe2+ em meio básico. Com a proposta de simplificar a síntese e a utilização das nanopartículas em possíveis aplicações em larga escala, a suspensão coloidal foi obtida em uma etapa e foram dispensadas etapas subsequentes na síntese, como lavagem e secagem. Além disso, essa síntese não gera resíduos, possui baixo custo e simples aplicação.
As nanopartículas foram caracterizadas por difratometria de raios-X, espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de transmissão, ponto de carga zero e razão molar [Fe3+]/[Fe2+]. As suspensões coloidais foram utilizadas para remoção de Pb2+ em soluções sintéticas. Para isto foram realizados estudos com o intuito de avaliar a influência de modificações na síntese na remoção dos íons metálicos, o efeito do pH e da concentração
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do metal, assim como os mecanismos de adsorção, cinética e os parâmetros termodinâmicos.
No processo de remoção dos íons metálicos, foi observado que, além da adsorção, as nanopartículas também coagulavam e a sedimentavam em contato com a solução de íons metálicos, alcançando até 97% de remoção de Pb2+ em altas concentrações e dispensando mais uma etapa de separação, que pode ser dispendiosa no tratamento de águas residuais.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/6015 |
| Date | 30 May 2016 |
| Creators | Matos, Hannah Larissa Siqueira |
| Contributors | Ostroski, Indianara Conceição, Lima, Emília Celma de Oliveira, Ostroski, Indianara Conceição, Lima, Emília Celam de Oliveira, Martins, Paulo Roberto, Barros, Maria Angélica Simóes Dornellas de |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química (IQ), UFG, Brasil, Instituto de Química - IQ (RG) |
| 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 UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 3481496501158460078, 600, 600, 600, 600, 7826066743741197278, 1571700325303117195, 2075167498588264571 |
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