Dissertação
Materiais híbridos orgânico-inorgânicos siloxano-metacrilato como novos adsorventes para remoção do corante azul de metileno em meio aquoso
Siloxane-methacrylates organic-inorganic hybrid materials as new adsorvents for the removal of methylene blue dye in aqueous medium
Registro en:
SOUSA, Cássio Santos. Materiais híbridos orgânico-inorgânicos siloxano-metacrilato como novos adsorventes para remoção do corante azul de metileno em meio aquoso. 2019. 129 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2019.
Autor
Sousa, Cássio Santos
Institución
Resumen
Among the various dye removal processes in textile effluents, adsorption is
considered one of the most effective and low cost. Thus, the present work
evaluated the use of organic-inorganic siloxane-methacrylate hybrid materials
obtained by the sol-gel process as adsorbent materials for the removal of
methylene blue cationic dye in aqueous media. Three hybrid materials were
synthesized: siloxane-poly (methyl methacrylate) (siloxane-pMMA), poly
(methacryloxypropyltrimethoxysilane) siloxane (pMPTS) and siloxane-poly
(hydroxyethyl methacrylate) (siloxane-pHEMA). The samples were
characterized by elemental analysis (CHNO), Fourier Transform Infrared
Absorption Spectroscopy (FTIR), nitrogen adsorption and desorption and
determination of the zero-load pH (PZC) of the materials. The results of the
characterization showed evidence of the formation of hybrids, which are mostly
made up of mesoporous, and for pMPTS, a larger surface area, pore diameter
and pore volume were observed. Dye removal capabilities were determined
using the batch procedure. It was noted that there were more effective dye
removals of the solutions, around 100%, when buffered dye solutions at pH 9
and sorption temperature of 50 °C were used. Sorption kinetic behavior
presented good correlations for the pseudo-second order, Elovich and variable
constants models, however, the variable constants model obtained better
adjustments, obtaining lower standard deviation and chi-square values. The
sorption mechanisms described by the intraparticle diffusion model suggest the
rapid sorption caused by electrostatic attractions following a more gradual
sorption caused by diffusion. In the reuse tests the hybrids were efficient,
especially the pMPTS. The hybrid materials were very efficient and promising
for the use of cationic dye removal in aqueous media. Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Dentre os vários processos de remoção de corantes em efluentes têxteis, a
adsorção é considerada um dos mais efetivos e de baixo custo. Assim, o
presente trabalho avaliou a utilização de materiais híbridos orgânicoinorgânicos siloxano-metacrilato, obtidos pelo processo sol-gel como materiais
adsorventes para a remoção do corante catiônico azul de metileno em meios
aquosos. Três materiais híbridos foram sintetizados: híbridos siloxanopoli(metacrilato de metila) (siloxano-pMMA), siloxanopoli(metacriloxipropiltrimetoxisilano) (pMPTS) e siloxano-poli(metacrilato de
hidroxietila) (siloxano-pHEMA). As amostras foram caracterizadas por análise
elementar (CHNO), espectroscopia de absorção na região do infravermelho
com transformada de Fourier (FTIR), adsorção e dessorção de nitrogênio e
determinação do pH do de carga zero (pH(PCZ)) dos materiais. Os resultados
das caracterizações mostraram evidências da formação dos híbridos, os quais
são constituídos majoritariamente por mesoporos, sendo que para o pMPTS
observaram-se maior área superficial, diâmetro de poros e volume de poros. As
capacidades de remoção do corante foram determinadas utilizando o
procedimento de batelada. Notou-se que houve remoções mais efetivas do
corante das soluções, em torno de 100%, quando utilizaram-se soluções dos
corantes tamponadas em pH 9 e temperatura de sorção de 50 oC. O
comportamento cinético de sorção apresentou boas correlações para os
modelos de pseudo-segunda ordem, Elovich e constantes variáveis, todavia, o
modelo de constantes variáveis obteve melhores ajustes, obtendo menores
valores de desvio padrão e chi-quadrado. Os mecanismos de sorção descritos
pelo modelo de difusão intrapartículas sugere a rápida sorção causada por
atrações eletrostáticas seguindo de uma sorção mais gradual causada pela
difusão. Nos testes de reuso os híbridos mostraram-se eficientes, com
destaque para o pMPTS. Os materiais híbridos mostraram-se muito eficientes
e promissores para uso de remoção de corantes catiônicos em meios aquosos. São Cristóvão