Avaliação da cinética de adsorção de Cu2+ nas membranas de Alcool Poli Vinílico reticuladas com ácidos sulfosuccínico e cítrico

Autores

  • Fabiana Campos Nascimento Universidade Federal Fluminense
  • Liz Contino Vianna Aguiar UFF - Universidade Federal Fluminense, PPGEM - Programa de Pós Graduação em Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, RJ, Brasil.
  • Mariana Gonçalves Dias Chaves Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Universidade Federal do Paraná, Campus Politécnico, Setor de Tecnologia, Curitiba, Paraná, Brasil.
  • Leonardo Martins Silva UFF - Universidade Federal Fluminense, PPGEM - Programa de Pós Graduação em Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, RJ, Brasil.
  • José Adilson de Castro UFF - Universidade Federal Fluminense, PPGEM - Programa de Pós Graduação em Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, RJ, Brasil.

DOI:

https://doi.org/10.47385/cadunifoa.v16.n47.3813

Palavras-chave:

Membranes, Poly (Vinyl Alcohol), Copper Adsorption, Crosslinked

Resumo

A contaminação de solos por águas residuárias contendo íons poluidores, como por exemplo o Cu²+ , é de grande preocupação da sociedade. Logo, faz-se necessário o investimento em materiais capazes de conter ou remover tais contaminantes do solo. Membranas de álcool poli vinílico (PVA) reticuladas com ácido sulfosuccínico (SSA) e ácido cítrico (CA) foram sintetizadas através da técnica de vazamento e evaporação de solvente com objetivo de absorver Cu²+. Após a formação do filme, as membranas foram caracterizadas pela absorção de umidade (WU), espectroscopia de infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TGA) e adsorção de íons de cobre (Cu2+). Verificou-se que a membrana contendo ácido sulfosuccínico (PSSA) apresentou menor grau de inchamento dentre as demais membranas testadas, somente 7,4% de absorção de água. Portanto foi a membrana com melhor estabilidade dimensional já que o PVA puro apresentou inchamento de 235%. Além disso, a partir das bandas apresentadas no FTIR em 1400 cm-1 foi possível verificar a ocorrência da reação de esterificação, sendo este mais um indicativo da reticulação do polímero. Modelos cinéticos de controle difusional e químico foram usados para entender os fenômenos de interação de adsorção de íons. O modelo cinético de controle misto também foi avaliado, no qual foi possível avaliar diferentes parâmetros relativos aos íons de interação e membranas. A partir desses resultados observou-se que o coeficiente de correlação de PSSA / Cu2+ 0,97; PCA / Cu2+ 0,91; indicando assim uma possível tendência para o estágio de velocidade de adsorção controlada pela superfície de adsorção de íons Cu2+ pelas membranas reticuladas.

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Biografia do Autor

Fabiana Campos Nascimento, Universidade Federal Fluminense

UFF - Universidade Federal Fluminense, PPGEM - Programa de Pós Graduação em Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, RJ, Brasil.

Liz Contino Vianna Aguiar, UFF - Universidade Federal Fluminense, PPGEM - Programa de Pós Graduação em Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, RJ, Brasil.

UFF - Universidade Federal Fluminense, PPGEM - Programa de Pós Graduação em Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, RJ, Brasil.

Mariana Gonçalves Dias Chaves, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Universidade Federal do Paraná, Campus Politécnico, Setor de Tecnologia, Curitiba, Paraná, Brasil.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Universidade Federal do Paraná, Campus Politécnico, Setor de Tecnologia, Curitiba, Paraná, Brasil.

Leonardo Martins Silva, UFF - Universidade Federal Fluminense, PPGEM - Programa de Pós Graduação em Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, RJ, Brasil.

UFF - Universidade Federal Fluminense, PPGEM - Programa de Pós Graduação em Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, RJ, Brasil.

José Adilson de Castro, UFF - Universidade Federal Fluminense, PPGEM - Programa de Pós Graduação em Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, RJ, Brasil.

UFF - Universidade Federal Fluminense, PPGEM - Programa de Pós Graduação em Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, RJ, Brasil.

Referências

AHMAD, A. L.; YUSUF, N. M.; OOI, B. S. Preparation and modification of poly (vinyl) alcohol membrane: Effect of crosslinking time towards its morphology. Desalination, v. 287, p. 35-40, 2012.

BABU, J.; MURTHY, Z. V. P. Treatment of textile dyes containing wastewaters with PES/PVA thin film composite nanofiltration membranes. Separation and Purification Technology, v. 183, p. 66-72, 2017.

BEDIAKO, J. K.; PARK, S. W.; CHOI, J.W.; SONG, M.H.; YUN, Y.S. High-performance and acid-tolerant polyethylenimine-aminated polyvinyl chloride fibers: fabrication and application for recovery of platinum from acidic wastewaters. Journal of Environmental Chemical Engineering, v. 7, n. 1, p. 102839, 2019.

BEPPU, M. M.; VIEIRA, R. S.; AIMOLI, C. G.; SANTANA, C. C. Crosslinking of chitosan membranes using glutaraldehyde: Effect on ion permeability and water absorption. Journal of membrane science, v. 301, n. 1-2, p. 126-130, 2007.

BOROGLU, M. S.; CELIK, S. U.; BOZKURT, A.; BOZ, I. The synthesis and characterization of anhydrous proton conducting membranes based on sulfonated poly (vinyl alcohol) and imidazole. Journal of membrane science, v. 375, n. 1-2, p. 157-164, 2011.

CADINELLI, B. L. S.; DO NASCIMENTO, F. C.; FARIA, T. A. A.; FREIRE, L. M.; DA SILVA, L.; DE CASTRO, J. A.; BRUM, F. J. B. Synthesis and characterization by ellipsometry of cationic membranes for fuel cells. In: Materials Science Forum. Trans Tech Publications Ltd, 2018. p. 625-630.

EBENEZER, D.; DESHPANDE, A. P.; HARIDOSS, P. Cross-linked poly (vinyl alcohol)/sulfosuccinic acid polymer as an electrolyte/electrode material for H2–O2 proton exchange membrane fuel cells. Journal of Power Sources, v. 304, p. 282-292, 2016.

FU, F; WANG, Q. Removal of heavy metal ions from wastewaters: a review. Journal of environmental management, v. 92, n. 3, p. 407-418, 2011.

KUNZ, A.; PERALTA-ZAMORA, P.; MORAES, S. G. D.; Durán, N. Novas tendências no tratamento de efluentes têxteis. Química nova, v. 25, p. 78-82, 2002.

LIU, H.; KONG, D.; SUN, W.; LI, Q.; ZHOU, Z.; REN, Z. Effect of anions on the polymerization and adsorption processes of Cu (II) ion-imprinted polymers. Chemical Engineering Journal, v. 303, p. 348-358, 2016.

NASCIMENTO, F. C.; DE AGUIAR, L. C. V.; COSTA, L. A. T.; FERNANDES, M. T.; MARASSI, R. J.; DE SOUZA GOMES, A., DE CASTRO, J. A. Formulation and characterization of crosslinked polyvinyl alcohol (PVA) membranes: effects of the crosslinking agents. Polymer Bulletin, v. 78, n. 2, p. 917-929, 2021.

REDDY, N; YANG, Y. Citric acid cross-linking of starch films. Food chemistry, v. 118, n. 3, p. 702-711, 2010.

RHIM, J. W.; PARK, H. B.; LEE, C. S.; JUN, J. H.; KIM, D. S.; LEE, Y. M. Crosslinked poly (vinyl alcohol) membranes containing sulfonic acid group: proton and methanol transport through membranes. Journal of Membrane Science, v. 238, n. 1-2, p. 143-151, 2004.

SHI, R.; BI, J.; ZHANG, Z.; ZHU, A.; CHEN, D.; ZHOU, X.; TIAN, W. The effect of citric acid on the structural properties and cytotoxicity of the polyvinyl alcohol/starch films when molding at high temperature. Carbohydrate polymers, v. 74, n. 4, p. 763-770, 2008.

SONKER, A. K.; RATHORE, K.; NAGARALE, R. K.; VERMA, V. Crosslinking of polyvinyl alcohol (PVA) and effect of crosslinker shape (aliphatic and aromatic) thereof. Journal of Polymers and the Environment, v. 26, n. 5, p. 1782-1794, 2018.

TEOW, Y. H.; KAM, L. M.; MOHAMMAD, A. W. Synthesis of cellulose hydrogel for copper (II) ions adsorption. Journal of environmental chemical engineering, v. 6, n. 4, p. 4588-4597, 2018.

THANGANATHAN, U.; KUMAR, S.; KISHIMOTO, A.; KIMURA, K. Synthesis of organic/inorganic hybrid composite membranes and their structural and conductivity properties. Materials Letters, v. 72, p. 81-87, 2012.

THANGANATHAN, U; NOGAMI, M. Investigations on effects of the incorporation of various ionic liquids on PVA based hybrid membranes for proton exchange membrane fuel cells. International Journal of Hydrogen Energy, v. 40, n. 4, p. 1935-1944, 2015.

TOYODA, N.; YAMAMOTO, T.; ARAKAWA, K.; TESHIMA, A. Preparation of PVA/Polymer Colloid nanocomposite Hydrogel Using PS-PNVA Particles. Chemistry Letters, v. 48, n. 4, p. 378-381, 2019.

VAN ETTEN, E. A.; XIMENES, E. S.; TARASCONI, L. T.; GARCIA, I. T.; FORTE, M. M; BOUDINOV, H. Insulating characteristics of polyvinyl alcohol for integrated electronics. Thin Solid Films, v. 568, p. 111-116, 2014.

VEIT, M. T.; TAVARES, C. R. G.; GOMES-DA-COSTA, S. M.; GUEDES, T. A. Adsorption isotherms of copper (II) for two species of dead fungi biomasses. Process Biochemistry, v. 40, n. 10, p. 3303-3308, 2005.

VIEIRA, R. S.; GUIBAL, E.; SILVA, E. A.; BEPPU, M. M. Adsorption and desorption of binary mixtures of copper and mercury ions on natural and crosslinked chitosan membranes. Adsorption, v. 13, n. 5, p. 603-611, 2007.

YOON, J. Y.; ZHANG, H.; KIM, Y. K.; HARBOTTLE, D.; LEE, J. W. A hight-strength polyvinyl alcohol ydrogel membrane crosslinked by sulfosuccinic acid for strontium emoval via fitration. Journal of Environmental Chemical Engineering, v. 7, n. 1, p. 102824, 2019.

ZHANG, L.; WEI, J.; ZHAO, X.; LI, F.; JIANG, F.; ZHANG, M.; CHENG, X. Competitive adsorption of strontium and cobalt onto tin antimonate. Chemical Engineering Journal, v. 285, p. 679-689, 2016.

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Publicado

30-11-2021

Como Citar

NASCIMENTO, Fabiana Campos; AGUIAR, Liz Contino Vianna; DIAS CHAVES, Mariana Gonçalves; SILVA, Leonardo Martins; CASTRO, José Adilson de. Avaliação da cinética de adsorção de Cu2+ nas membranas de Alcool Poli Vinílico reticuladas com ácidos sulfosuccínico e cítrico. Cadernos UniFOA, Volta Redonda, v. 16, n. 47, 2021. DOI: 10.47385/cadunifoa.v16.n47.3813. Disponível em: https://unifoa.emnuvens.com.br/cadernos/article/view/3813. Acesso em: 21 nov. 2024.

Edição

Seção

Tecnologia e Engenharias

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