Hidrogéis de poli(ácido acrílico)/poli(álcool vinílico) e íons Fe3+ com propriedades de autocura para aplicação na adsorção seletiva de corante catiônico
Resumo
A poluição de ambientes aquáticos por contaminantes orgânicos, principalmente
corantes, é uma realidade preocupante. Com isso, a demanda por materiais
robustos e sistemas inovadores voltados para a remediação desses ambientes
vem crescendo. Como opção, o presente trabalho propõe o desenvolvimento e
aplicação de um hidrogel sintetizado a partir da formação de múltiplas redes
poliméricas com propriedades de autocura utilizando para isso poli(ácido
acrílico) (PAAc), poli(álcool vinílico) (PVA) e íons Fe3+. A presença dos íons de
Fe3+ na matriz polimérica além de torná-la mais estável térmica e
mecanicamente, também influencia a capacidade de intumescimento do hidrogel
e confere ao mesmo uma habilidade de autocura. Essa última propriedade se
deve à formação de ligações iônicas dinâmicas entre os íons Fe3+ e os grupos
carboxílicos do PAAc. Ligações dessa natureza permitiram que o hidrogel
PAAc/PVA@Fe3+ atingisse um percentual de autocura de cerca de 68% em
apenas 8 h. Estudos de adsorção em batelada utilizando os corantes azul de
metileno (MB) e alaranjado de metila (MO) foram realizados para investigar as
melhores condições de uso desses hidrogéis. Ainda, foi verificado
experimentalmente que há uma seletividade na adsorção do MB com relação ao
corante MO devido às interações eletrostáticas entre o corante catiônico (MB) e
o hidrogel com grupos aniônicos. Em misturas binárias dos corantes, o hidrogel
PAAc/PVA@Fe3+ foi capaz de remover 81,0% do MB, enquanto apenas 15,1%
do MO foi removido. De acordo com a isoterma de Langmuir, a capacidade
máxima de adsorção do MB no hidrogel foi de 27,4 mg/g quando condições
relativamente brandas de trabalho foram utilizadas (pH 6–7, 180 min, 25 ºC).
Ademais, o hidrogel demonstrou uma boa capacidade de regeneração e reuso
mantendo a eficiência de adsorção acima de 60% mesmo após 10 ciclos. A
eficiência de remoção se manteve após o processo de autocura. Em suma, o
hidrogel de múltiplas redes e autocurável PAAc/PVA@Fe3+ é um forte candidato
para aplicação prática na remediação ambiental atuando na remoção seletiva de
corantes catiônicos do meio aquoso.