Membranas de quitosana utilizando diferentes agentes reticulantes para remoção e recuperação de íons metálicos potencialmente tóxicos em água contaminada.

• Processo: 24/21298-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Derval dos Santos Rosa
• Beneficiário: Lucas Rossin Gonçalves
• Instituição Sede: Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas (CECS). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 20/13703-3 - Materiais porosos ecológicos para a recuperação e reavaliação de metais recuperados de água contaminada, AP.TEM
• Assunto(s): Adsorção Quitosana Materiais adsorventes
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: adsorção | Agentes reticulantes | avaliação de ciclo de vida | Elementos potencialmente tóxicos | Membranas biopoliméricas | quitosana | Materiais adsorventes

Resumo

Este projeto visa desenvolver membranas de hidrogel à base de quitosana para remoção e recuperação de íons metálicos em águas contaminadas, buscando solução para uma das crescentes preocupações ambientais: a contaminação da água por metais potencialmente tóxicos. Esses elementos apresentam alta toxicidade, resistência à degradação, tendência à bioacumulação em seres vivos, e difícil remoção com métodos tradicionais de tratamento de água quando em baixa concentração. Técnicas de adsorção e filtração por membranas emergem, assim, como alternativas promissoras, com maior eficiência e menor geração de resíduos secundários, principalmente quando essas são biodegradáveis. A combinação dessas técnicas permite a retenção de contaminantes pela exclusão de tamanho, característica das membranas, e pela adsorção de íons metálicos, viabilizada pelos grupos funcionais presentes em suas estruturas. A quitosana, um biopolímero abundante e biodegradável obtido de exoesqueletos de crustáceos e insetos, apresenta grupos funcionais amina (-NH¿) e hidroxila (-OH) que podem atuar como pontos de reticulação para a formação de membranas com diferentes tamanhos de poros e sítios de adsorção de íons metálicos em água. Neste contexto, o projeto explora a preparação de membranas de hidrogel de quitosana, reticuladas com três diferentes agentes específicos (glutaraldeído, epicloridrina e EDTA) para avaliar a eficiência na remoção de íons metálicos e a possibilidade de recuperação desses elementos. A produção das membranas será realizada pelo método de solution casting, variando as concentrações dos agentes reticulantes para analisar sua influência nas propriedades específicas de membranas inovadoras, aqui denominadas de sistemas adsorventes-filtrantes (ou seja, membranas hidrogéis que filtram fisicamente e sorvem ao mesmo tempo) como propriedades mecânicas [resistência mecânica e módulo de elasticidade (E)], seletividade de sorção dos íons metálicos estudados, capacidade de sorção estática e em fluxo, permeabilidade à agua, grau de inchamento e porosidade. As membranas serão caracterizadas quanto à estrutura química, morfologia, propriedades térmicas, porosidade, cristalinidade, propriedades mecânicas, propriedades de fluxo e transporte, absorção de água e capacidades de sorção e dessorção. Adicionalmente, será realizada uma avaliação do ciclo de vida (ACV) das membranas preparadas para comparar os potenciais impactos ambientais associados ao uso de cada membrana. Espera-se, ao final, desenvolver materiais ambientalmente amigáveis com excelente capacidade de sorção e filtração e que possam ser reutilizadas, visando aplicação futura no tratamento de água. (AU)