Desenvolvimento de um novo adsorvente de baixo custo funcionalizado com nanopartículas de óxido de ferro para remoção de fármacos de águas contaminadas

Abstract

RESUMO: Ultimamente o grande uso de fármacos em todo o planeta vem aumentando, e consequentemente a ocorrência da sua presença em diferentes níveis de detecção em águas subterrâneas e superficiais tem se tornado sérios problemas ambientais. Assim torna-se necessário a remoção desses poluentes, e dentre os possíveis métodos a adsorção se destaca, devido a sua natureza universal, por ser um método de baixo custo e facilidade de operação. Nesse sentido o objetivo do presente trabalho foi estudar a capacidade de adsorção e porcentagem de remoção de metformina e triclosan a partir do desenvolvimento de um novo material adsorvente utilizando as cascas das sementes de Moringa oleifera Lam. funcionalizada com nanopartículas de óxido de ferro. O material desenvolvido foi caracterizado por difração de raios X, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, microscopia eletrônica de varredura acoplada à espectroscopia de energia dispersiva e microscopia eletrônica de transmitância e serão realizadas as caracterizações de potencial zeta, fisiossorção de N2 e medidas de magnetização. Essas análises demostraram boas propriedades para que ocorra o processo de adsorção. Os estudos foram submetido a ensaios preliminares e posteriormente foram realizados os estudos da dosagem da concentração de adsorvente e a variação do pH no qual foram determinados as melhores condições ainda será testado o estudo do efeito da força iônica e estudo de dessorção. Os ensaios de adsorção demonstraram resultados satisfatórios, visto que os adsorventes apresentaram altas capacidades adsortivas, 65,01 mg g-1 para a metformina e 103,45 mg g-1 para o triclosan, com equilíbrio químico para ambos os contaminantes em aproximadamente 720 minutos. Os dados experimentais para os estudos cinéticos do material desenvolvido para ambos contaminantes (metformina e triclosan) indicaram melhor ajuste ao modelo de pseudo-primeira ordem e para os estudos de isotermas de adsorção ambos os casos o melhor modelo ajustado foi o modelo de Langmuir. Os valores dos parâmetros termodinâmicos indicaram que o processo de biossorção ocorreu de forma espontânea, exotérmica e reversível, demostrando que o novo material desenvolvido possui potencial para remoção de metformina de águas contaminadas. Com isso o novo material desenvolvido obteve uma boa interação na remoção de metformina e triclosan e provavelmente deve ter interação na remoção de outros fármacos que possam estar presentes em água contaminadas

ABSTRACT: Lately, the large use of drugs across the planet has been increasing, and consequently the occurrence of their presence at different levels of detection in groundwater and surface water has become serious environmental problems. Thus, it becomes necessary to remove these pollutants, and among the possible methods, adsorption stands out, due to its universal nature, as it is a low-cost method and easy to operate. In this sense, the objective of the present work was to study the adsorption capacity and percentage of removal of metformin and triclosan from the development of a new adsorbent material using the bark of the seeds of Moringa oleifera Lam. functionalized with iron oxide nanoparticles. The developed material was characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy coupled to energy dispersive spectroscopy and transmittance electron microscopy and characterizations of zeta potential, N2 physiosorption and magnetization measurements will be carried out. This analyzes showed good properties for the adsorption process to occur. The studies were submitted to preliminary tests and later studies of the dosage of the adsorbent concentration and the pH variation were carried out in which the best conditions were determined. The study of the effect of the ionic strength and the study of desorption will still be tested. The adsorption tests showed satisfactory results, since the adsorbents showed high adsorption capacities, 65.01 mg g-1 for metformin and 103.45 mg g-1 for triclosan, with chemical equilibrium for both contaminants in approximately 720 minutes . The experimental data for the kinetic studies of the material developed for both contaminants (metformin and triclosan) indicated a better fit to the pseudo-first order model and for the studies of adsorption isotherms in both cases the best fitted model was the Langmuir model. The values of thermodynamic parameters indicated that the biosorption process occurred spontaneously, exothermic and reversible, demonstrating that the new material developed has the potential to remove metformin from contaminated water. Thus, the new material developed obtained a good interaction in the removal of metformin and triclosan and probably should have interaction in the removal of other drugs that may be present in contaminated water