Síntese de novos nanoadsorventes, suas caracterizações e aplicações na adsorção de poluentes em águas

• Processo: 19/07822-2
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de setembro de 2019 - 28 de fevereiro de 2022
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Patricia Prediger
• Beneficiário: Patricia Prediger
• Instituição-sede: Faculdade de Tecnologia (FT). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Limeira , SP, Brasil
• Pesq. associados: Bruno André Fernandes de Jesus da Silva Nunes ; Carolina Siqueira Franco Picone ; Rafael de Lima Oliveira
• Assunto(s): Nanocelulose Óxido de grafeno Poluentes Adsorção

Resumo

O presente projeto se refere à síntese de novos nanoadsorventes baseados em óxido de grafeno, nanocelulose e quitosana, sua caracterização e aplicação na remoção de diversos poluentes em águas, especialmente corantes e fármacos. O projeto conta com duas frentes, sendo que a primeira delas visa à preparação de esferas de quitosana contendo nanocompósitos baseados em nanocelulose cristalina substituída com poliestireno e óxido de grafeno e a outra versa sobre a preparação de partículas magnéticas de quitosana recobertas de óxido de grafeno reduzido substituído com safranina. Ambos os materiais serão aplicados na remoção de poluentes em águas via adsorção. No tange o novo material nanocelulose-poliestireno, acredita-se que o mesmo exibirá propriedades únicas provenientes da nanocelulose e do polímero hidrofóbico. Após as caracterizações, o material será incorporado ao óxido de grafeno e utilizado na geração de esferas de quitosana, que serão posteriormente empregadas na adsorção de corantes em águas, especialmente o verde malaquita. As esferas de CS atuarão como suporte sólido para a imobilização dos adsorventes, o que confere uma grande área superficial pela porosidade da esfera e a facilidade de remoção do meio após a adsorção. Será realizada a otimização do processo de remoção dos poluentes, bem como, serão estudadas as influências da adição de sais como NaCl. Além disso, serão estudadas as cinéticas, as isotermas e parâmetros termodinâmicos, bem como, o processo de reutilização das esferas após o uso. Ademais, o processo de adsorção em fluxo contínuo será avaliado. Adicionalmente, planeja-se estudar a remoção do fármaco propranolol através do processo de adsorção pelas esferas a serem sintetizadas, testes de toxicidade padronizados e métodos alternativos, como avaliação de biomarcadores em espécies aquáticas. A segunda frente trata da preparação de óxido de grafeno reduzido e sua modificação pela inserção do composto catiônico safranina. Após a síntese deste derivado de grafeno, objetiva-se a sua incorporação em partículas magnéticas de quitosana reticuladas com glutaraldeído. Após o preparo, estes materiais terão suas propriedades e estruturas caracterizadas por diversas técnicas, incluindo microscopia eletrônica de varredura e curva de magnetização. O design deste novo nanoadsorvente foi planejado com o intuito de se obter um material essencialmente catiônico e com extenso sistema de ligações sp2, que serão alcançados pela presença da quitosana/safranina e do óxido de grafeno reduzido, respectivamente. As novas partículas adsorventes serão empregadas na remoção de corantes aniônicos, especialmente o alaranjado II. Será realizada a otimização do processo de remoção variando-se diversos parâmetros e serão estudadas as cinéticas, isotermas e parâmetros termodinâmicos ligados ao processo de adsorção. Além disso, as novas partículas adsorventes poderão ser removidas do meio aquoso pelo uso de um imã, o que facilita o processo de remoção, bem como, sua reutilização após o uso, que também será investigada. (AU)

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

VASCONCELOS DE ALMEIDA, ARTHUR DA SILVA; NEVES, TAUANY DE FIGUEIREDO; CARLOS DA SILVA, MEURIS GURGEL; PREDIGER, PATRICIA; ADEODATO VIEIRA, MELISSA GURGEL. Synthesis of a novel magnetic composite based on graphene oxide, chitosan and organoclay and its application in the removal of bisphenol A, 17 alpha-ethinylestradiol and triclosan. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING, v. 10, n. 1 FEB 2022. Citações Web of Science: 0.

TANAMACHI, AMANDA RODRIGUES; FERNANDES, FABIO HENRIQUE; DE SOUZA VENDEMIATTI, JOSIANE APARECIDA; PREDIGER, PATRICIA; CAMPAROTTO, NATALIA GABRIELE; ROCHA, NOEME SOUSA; UMBUZEIRO, GISELA ARAGAO; FAVERO SALVADORI, DAISY MARIA. Mutagenicity of a novel 2-phenylbenzotriazole (non-chlorinated 2-phenylbenzotriazole-9) in mice. Environmental and Molecular Mutagenesis, v. 62, n. 8 SEP 2021. Citações Web of Science: 0.

VENDEMIATTI, JOSIANE A. SOUZA; CAMPAROTTO, NATALIA G.; VIDAL, CRISTIANE; CRISTALE, JOYCE; AGAPITO, ESTEVAO VIEIRA DE MORAES; OLIVEIRA, ADRIA CALOTTO; RODRIGUES, EVERTON A.; MONTAGNER, CASSIANA C.; UMBUZEIRO, GISELA A.; PREDIGER, PATRICIA. New benzotriazoles generated during textile dyeing process: Synthesis, hazard, water occurrence and aquatic risk assessment. JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS, v. 403, FEB 5 2021. Citações Web of Science: 4.

MARTINS, JUNIA TEIXEIRA; GUIMARAES, CARLOS HENRIQUE; SILVA, PAULA MAYARA; OLIVEIRA, RAFAEL L.; PREDIGER, PATRICIA. Enhanced removal of basic dye using carbon nitride/graphene oxide nanocomposites as adsorbents: high performance, recycling, and mechanism. Environmental Science and Pollution Research, v. 28, n. 3, p. 3386-3405, JAN 2021. Citações Web of Science: 4.

MORAIS DA SILVA, PAULA MAYARA; CAMPAROTTO, NATALIA GABRIELE; GREGO, KATHER TAINA; FRANCO PICONE, CAROLINA SIQUEIRA; PREDIGER, PATRICIA. Adsorptive removal of basic dye onto sustainable chitosan beads: Equilibrium, kinetics, stability, continuous-mode adsorption and mechanism. SUSTAINABLE CHEMISTRY AND PHARMACY, v. 18, DEC 2020. Citações Web of Science: 2.

MORAIS DA SILVA, PAULA MAYARA; CAMPAROTTO, NATALIA GABRIELE; NEVES, TAUANY DE FIGUEIREDO; GREGO LIRA, KATHERLY TAINA; MASTELARO, VALMOR ROBERTO; FRANCO PICONE, CAROLINA SIQUEIRA; PREDIGER, PATRICIA. Effective removal of basic dye onto sustainable chitosan beads: Batch and fixed-bed column adsorption, beads stability and mechanism. SUSTAINABLE CHEMISTRY AND PHARMACY, v. 18, DEC 2020. Citações Web of Science: 0.

NEVES, TAUANY DE FIGUEIREDO; DALARME, NICOLE BARTICIOTTO; MORAIS DA SILVA, PAULA MAYARA; LANDERS, RICHARD; FRANCO PICONE, CAROLINA SIQUEIRA; PREDIGER, PATRICIA. Novel magnetic chitosan/quaternary ammonium salt graphene oxide composite applied to dye removal. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING, v. 8, n. 4 AUG 2020. Citações Web of Science: 1.