Síntese de novos nanoadsorventes através de protocolos verdes e suas aplicações na remoção de poluentes em águas

• Processo: 22/14834-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2025
• 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
• Pesquisadores associados: Bruno André Fernandes de Jesus da Silva Nunes ; Melissa Gurgel Adeodato Vieira ; Rafael de Lima Oliveira
• Assunto(s): Adsorção Antibióticos Contaminantes emergentes Membranas Óxido de grafeno Carbono
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: adsorção | Antibióticos | Carbonos Porosos | contaminantes emergentes | membranas | Óxido de Grafeno | Preparo de materiais e adsorção

Resumo

O presente projeto se refere à síntese de novos nanoadsorventes através de protocolos baseados nos princípios da química verde, suas caracterizações e aplicações na remoção de diversos poluentes em águas. O projeto conta com duas frentes, sendo que a primeira delas visa à preparação de óxido de grafeno reduzido (rGO) e funcionalizado com sal de amônio quaternário, ambos produzidos por rota verde. No que tange o novo material rGO catiônico, acredita-se que o mesmo exibirá propriedades únicas provenientes do rGO carregado positivamente, que conferirá uma potencial capacidade adsorvente para poluentes orgânicos ricos em elétrons. Após, o material será incorporado em membranas poliméricas que serão aplicadas na remoção de corantes e fármacos em águas. As membranas atuarão como suporte para o rGO, facilitarão sua remoção do meio após a adsorção e possibilitarão ensaios de filtração de poluentes. Será realizada a otimização do processo de remoção dos poluentes, bem como, serão estudadas as adsorções em sistemas multicomponentes. Além disso, serão realizados estudos cinéticos, de equilíbrio e termodinâmico, bem como também, de reutilização das membranas. A segunda frente trata da preparação de carbonos mesoporosos a partir de sacarose e de resíduos plásticos. Os carbonos porosos serão dopados e usados na geração de compósitos magnéticos, os quais serão caracterizados por diversas técnicas, incluindo curva de magnetização. O design destes novos nanoadsorventes foi planejado com o intuito de se obter materiais novos com estruturas porosas tridimensionais dopadas com cátions metálicos (Na+, Mg2+ e Al3+) ou heteroátomos incorporados ao biopolímero ágar ou a nanopartículas de ferro verde reticuladas com proantocianidina. Os adsorventes sintetizados serão empregados na remoção de antibióticos, corantes e outros fármacos. Será realizada a otimização do processo de adsorção variando-se diversos parâmetros e serão estudadas as cinéticas, isotermas e parâmetros termodinâmicos ligados ao processo de adsorção. Além disso, as novas partículas magnéticas 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. Adicionalmente, planeja-se estudar a eficácia de remoção do antibiótico ciprofloxacino, um contaminante emergente de origem antropogênica frequentemente detectado em efluentes domésticos, através do processo de adsorção nos compósitos, usando-se testes de toxicidade padronizados como avaliação de biomarcadores em espécies aquáticas. (AU)

Publicações científicas

(4)

(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)

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FARIAS, MARINA BARBOSA DE; ELGUETA, NIXSON MANOSALVA; CAMPAROTTO, NATALIA GABRIELE; PREDIGER, PATRICIA; VIEIRA, ADEODATO. Comparative efficiency of conventional and green functionalized carbon-based materials for the uptake of priority produced water contaminants. JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION, v. 447, p. 13-pg., 2024-03-08. (23/09491-9, 22/14834-0, 23/02041-8)

DA SILVA, PAULA MAYARA MORAIS; CAMPAROTTO, NATALIA GABRIELE; NEVES, TAUANY DE FIGUEIREDO; CARRARA, ALAN SAMBUGARI; MASTELARO, VALMOR ROBERTO; OLIVEIRA, RAFAEL L.; PREDIGER, PATRICIA. Green composites based on magnetic N-doped carbons: Synergetic effect on the simultaneous adsorption of emerging contaminants from water. JOURNAL OF WATER PROCESS ENGINEERING, v. 58, p. 14-pg., 2024-01-31. (23/02041-8, 13/07296-2, 22/14834-0, 19/25228-0, 22/09912-1)