Elaboração e aplicação de nanoadsorventes magnéticos funcionalizados com L-lisina para a remoção de AAS de soluções aquosas

Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Faculdade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2020.Resíduos farmacêuticos não são totalmente removidos por meio do tratamento de água residuárias convencional e já foram detectados em ambientes aquosos em várias partes do mundo, podendo afetar a saúde humana e os ecossistemas aquáticos. Diversas metodologias têm sido desenvolvidas com o objetivo de remover esses resíduos, entre as quais, a separação química assistida magneticamente, utilizando-se nanoadsorventes magnéticos tem se destacado por se apresentar como uma alternativa limpa e eficiente. Nesse sentido, o presente trabalho buscou o desenvolvimento, a caracterização e a aplicação de nanoadsorventes core@shell à base de ferrita de cobalto funcionalizados com L-lisina para a remoção de ácido acetilsalicílico de soluções aquosas. Os nanoadsorventes foram sintetizados pelo do método de coprecipitação em meio alcalino, resultando em nanopartículas com dois diâmetros médios distintos de 13,5 nm e 8,5 nm. O processo de adsorção foi estudado utilizando-se 1,3 g/L de nanoadsorvente em cada ensaio, em que se avaliou a influência do pH, do tempo de contato e da concentração inicial do poluente alvo. Os resultados ajustaram-se melhor ao modelo de Freundlich e tiveram um comportamento cinético de pseudo-segunda ordem. O pH ótimo de adsorção situou-se na faixa entre 4 e 6, em que se verificou uma capacidade máxima de adsorção de 16 mg/g e tempo de equilíbrio de 150 min. Experimentos de regeneração revelaram que os nanoadsorventes podem ser recuperados e reutilizados. O conjunto dos resultados revela que os nanomateriais propostos têm grande potencial para ser usado na remoção AAS e fornece informações importantes sobre futuras aplicações em configurações de larga escala.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Pharmaceutical residuals are not fully removed from water through the traditional wastewater treatment and have already been detected in waters around the world, possibly affecting human health and the ecosystems. Many methodologies have been developed to remove these residuals, in which the magnetically assisted chemical separation using magnetic nanoadsorbents has stood out as a more efficient and cleaner alternative. In this context, the present work searched for the development, the characterization and the application of cobalt based core@shell nanoparticles functionalized with L-lysine for the removal of acetylsalicylic acid from water. The nanoadsorbents were synthesized using the coprecipitation method in alkaline medium, resulting in nanoparticles with two different diameters of 13.5 nm and 8.5 nm. The influence of time, solution pH and initial concentration of the pollutant were evaluated from batch studies using 1.3 g/L of the nanoadsorbent. The results adjusted better with the Freundlich isotherm and had a pseudo-second-order kinetic behavior. The best adsorption pH was around 4 and 6 with a maximum adsorption capacity of 16 mg/g and equilibrium time of 150 min. Regeneration experiments showed that the nanoadsorbents can be recovered and reused. The set of results demonstrated that the nanomaterials proposed have great potential to be used for ASA removal and provides important information about future applications in large- scale configurations