Hidrogéis híbridos de poliacrilamida e amido: síntese, caracterização e estudo da aplicabilidade em águas contaminadas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Dutra, Mariana Alves Leite
Orientador(a): Balaban, Rosangela de Carvalho
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Hidrogel
Adsorção
Nanopartículas de prata
SERS
Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/31002
Resumo: Amido obtido da amêndoa do caroço da manga Tommy Atkins foi utilizado na fabricação de hidrogéis com acrilamida. Esses hidrogéis híbridos foram sintetizados por reação radicalar, em meio aquoso, e caracterizados por infravermelho, RMN 13C, MEV, DRX, reometria e grau de intumescimento. As diferentes proporções molares de acrilamida/amido e MBA (N,N’-metilenobisacrilamida) utilizadas na síntese provocaram mudanças nas propriedades viscoelásticas, na cinética de gelificação, no grau de intumescimento e na morfologia de superfície. Os hidrogéis sintetizados foram avaliados quanto ao potencial de adsorção de poluentes fenólicos de águas contaminadas, mostrando-se eficientes na remoção desses resíduos. Os valores das capacidades máximas de adsorção no equilíbrio (Qeq) variaram de 2 a 21 mg/g, sendo fortemente dependentes das concentrações de acrilamida, amido e MBA no sistema. O tipo de isoterma de adsorção que se adequou melhor foi a do modelo de Freundlich, com valores de R2 entre 0.95 – 0.97. Os hidrogéis também apresentaram eficiência na liberação desses poluentes fenólicos, indicando a possibilidade de reutilização desses materiais. Além disso, em uma segunda vertente de aplicabilidade em águas contaminadas, os hidrogéis foram capazes de incorporar nanopartículas de prata em suas redes tridimensionais, com a finalidade de obter nanocompósitos com potencial para detecção de poluentes fenólicos em águas contaminadas. Foi possível detectar o poluente na ordem de 10-8 mol.L-1, através da técnica de espectroscopia Raman amplificada por superfície (SERS).
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Esses hidrogéis híbridos foram sintetizados por reação radicalar, em meio aquoso, e caracterizados por infravermelho, RMN 13C, MEV, DRX, reometria e grau de intumescimento. As diferentes proporções molares de acrilamida/amido e MBA (N,N’-metilenobisacrilamida) utilizadas na síntese provocaram mudanças nas propriedades viscoelásticas, na cinética de gelificação, no grau de intumescimento e na morfologia de superfície. Os hidrogéis sintetizados foram avaliados quanto ao potencial de adsorção de poluentes fenólicos de águas contaminadas, mostrando-se eficientes na remoção desses resíduos. Os valores das capacidades máximas de adsorção no equilíbrio (Qeq) variaram de 2 a 21 mg/g, sendo fortemente dependentes das concentrações de acrilamida, amido e MBA no sistema. O tipo de isoterma de adsorção que se adequou melhor foi a do modelo de Freundlich, com valores de R2 entre 0.95 – 0.97. Os hidrogéis também apresentaram eficiência na liberação desses poluentes fenólicos, indicando a possibilidade de reutilização desses materiais. Além disso, em uma segunda vertente de aplicabilidade em águas contaminadas, os hidrogéis foram capazes de incorporar nanopartículas de prata em suas redes tridimensionais, com a finalidade de obter nanocompósitos com potencial para detecção de poluentes fenólicos em águas contaminadas. Foi possível detectar o poluente na ordem de 10-8 mol.L-1, através da técnica de espectroscopia Raman amplificada por superfície (SERS).Starch obtained from Tommy Atkins mango kernel was applied in the production of acrylamide hydrogels. These hybrid hydrogels were synthesized by freeradical reaction in aqueous medium and characterized by infrared, 13C NMR, SEM, XRD, rheometry and degree of swelling. The different molar proportions of acrylamide/starch and MBA used in the reaction feed led to changes in viscoelastic properties, gelling kinetics, swelling degree and surface morphology. The synthesized hydrogels were evaluated for adsorption potential of phenolic pollutants from contaminated waters, proving to be efficient in removing these residues. The equilibrium adsorption (Qeq) values ranged from 2 to 21 mg/g and were strongly dependent on acrylamide, starch and MBA concentrations in the system. The type of adsorption isotherm that best fitted was that of the Freundlich model, with R2 values between 0.95 - 0.97. Hydrogels also showed efficiency in the release of these phenolic pollutants, indicating the possibility of reuse of these materials. In addition, in a second strand of applicability in contaminated waters, hydrogels were able to incorporate silver nanoparticles in their three-dimensional networks, in order to obtain nanocomposites with potential to detect phenolic pollutants in waste water. It was possible to detect the pollutant in the order of 10-8 mol. L-1 using the surface amplified Raman spectroscopy (SERS) technique.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICAUFRNBrasilHidrogelAdsorçãoNanopartículas de prataSERSHidrogéis híbridos de poliacrilamida e amido: síntese, caracterização e estudo da aplicabilidade em águas contaminadasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNTEXTHidrogeishibridospoliacrilamida_Dutra_2020.pdf.txtHidrogeishibridospoliacrilamida_Dutra_2020.pdf.txtExtracted texttext/plain174612https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/31002/2/Hidrogeishibridospoliacrilamida_Dutra_2020.pdf.txt88db276dd6327876c0efe67aea45974dMD52THUMBNAILHidrogeishibridospoliacrilamida_Dutra_2020.pdf.jpgHidrogeishibridospoliacrilamida_Dutra_2020.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1436https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/31002/3/Hidrogeishibridospoliacrilamida_Dutra_2020.pdf.jpg0984c8276ec1e5477b007fb4f5a92a9fMD53ORIGINALHidrogeishibridospoliacrilamida_Dutra_2020.pdfapplication/pdf3464997https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/31002/1/Hidrogeishibridospoliacrilamida_Dutra_2020.pdff13730eb3293c5866d5b60c8458d33cbMD51123456789/310022020-12-20 05:00:14.695oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/31002Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2020-12-20T08:00:14Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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