Funcionalização de carvão ativado com ligante melamina para adsorção de espécies metálicas de meio aquoso - Silva, Adrielli Cristina Peres da [UNESP] (2022)
Diante da crescente exposição de metais pesados, houve-se a necessidade de um aprofundamento em pesquisas por parte da comunidade científica. Nesta perspectiva, o presente trabalho relata o desenvolvimento de um material adsorvente, feito a partir da folha de Typha sp., a qual foi submetida ao processo de ativação e, posteriormente, à funcionalização por meio do ancoramento de moléculas de 1,3,5-Triazina-2,4,6-triamina (melamina) para aplicação nos estudos de adsorção de Cu(II), Cd(II) e Pb(II) de meio aquoso. A funcionalização do material foi constatada por espectroscopia vibracional em infravermelho, a qual indicou bandas em 3467, 3424 e 1338 cm-1 atribuídas à vibração de estiramento de -NH2, o que pode ser um indicativo sobre a ocorrência do ancoramento do ligante na superfície do material. Análise elementar de nitrogênio corroborou os resultados da espectroscopia na região do infravermelho e apresentou 2,21% de nitrogênio no material funcionalizado, enquanto 1,30% no carvão ativado. Espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X mostrou a modificação da composição da superfície do material após a reação de funcionalização. Quanto aos estudos de adsorção, também se constatou que o material apresenta uma cinética rápida, com maior tendência a ser descrito pelo modelo cinético de pseudo-segunda ordem. Quanto ao pH do meio, cujo valor favorece o processo adsortivo, foi determinado em 6,0, (pHPZC = 7,5), o qual também corresponde ao valor aproximado de águas naturais. A capacidade máxima de adsorção foi de 0,4388, 0,4025 e 0,2792 mmol g-1 para Cu(II), Pb(II) e Cd(II), respectivamente. O modelo que descreve a adsorção do material, foi o modelo de Langmuir, com coeficiente de correlação de 0,99 para as três espécies citadas. Para posterior aplicação em procedimento de pré-concentração, estudos dos parâmetros como massa e vazão foram otimizados. Em análise aos resultados obtidos, o material sintetizado apresenta boas propriedades adsortivas para as espécies metálicas, se destacando dentre os materiais presentes na literatura, o que o caracteriza com grande potencial para a aplicação em remediação de áreas contaminadas.