dc.creator | Mota, Henrique Peres da | |
dc.date.accessioned | 2024-08-19T21:36:58Z | |
dc.date.available | 2024-08 | |
dc.date.available | 2024-08-19T21:36:58Z | |
dc.date.issued | 2023-02-03 | |
dc.identifier.citation | Da MOTA, Henrique Peres. Hidrogéis de poli(ácido acrílico)/poli(álcool vinílico) e íons Fe3+ com propriedades de autocura para aplicação na adsorção seletiva de corante catiônico. 96 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2022. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/13863 | |
dc.description.abstract | The pollution of aquatic environments by organic contaminants, mainly dyes, is a
worrying reality. As a result, the demand for robust materials and innovative
systems aimed at remediating these environments has been growing. As an
option, this work proposes the development and application of a hydrogel
synthesized from the formation of multiple polymeric networks with self-healing
properties using poly(acrylic acid) (PAAc), poly(vinyl alcohol) (PVA), and Fe3+
ions. The presence of Fe3+ ions in the polymer matrix, in addition to making it
more thermally and mechanically stable, also influences the swelling capacity of
the hydrogel and gives it a self-healing ability. This last property is due to the
formation of dynamic ionic bonds between Fe3+ ions and PAAc carboxyl groups.
Connections of this nature allowed the PAAc/PVA@Fe3+ hydrogel to reach a self
healing percentage of about 68.0% in only 8 h. Batch studies using methylene
blue (MB) and methyl orange (MO) were done to investigate the best conditions
for using these hydrogels as adsorbents. Moreover, experiments demonstrated
that there is selective adsorption of MB towards MO, likely due to the electrostatic
interactions between the cationic MB and the anionic groups in the hydrogel. In
binary dye mixtures, the PAAc/PVA@Fe3+ hydrogel removed around 81.0% of
the MB, while the removal of MO was only 15.1%. According to the Langmuir
isotherm, the maximum adsorption capacity of MB on the hydrogel was 27.4 mg/g
when relatively mild working conditions were used (pH 6–7, 180 min, 25 ºC).
Furthermore, the hydrogel demonstrated a good capacity for regeneration and
reuse, maintaining the adsorption efficiency above 60.0% even after 10 cycles.
The removal efficiency was kept even after the self-healing process. In short, the
multi-network and self-healing PAAc/PVA@Fe3+ hydrogel is a promising
candidate for practical application in environmental remediation, useful in the
selective removal of cationic dyes from the aqueous medium. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Materiais poliméricos | pt_BR |
dc.subject | Materiais híbridos | pt_BR |
dc.subject | Autocura | pt_BR |
dc.subject | Azul de metileno | pt_BR |
dc.subject | Alaranjado de metila | pt_BR |
dc.subject | Adsorção | pt_BR |
dc.subject | Reuso | pt_BR |
dc.subject | Tratamento de água | pt_BR |
dc.subject | Polymeric materials | pt_BR |
dc.subject | Hybrid materials | pt_BR |
dc.subject | Self-healing | pt_BR |
dc.subject | Methylene blue | pt_BR |
dc.subject | Methyl orange | pt_BR |
dc.subject | Adsorption | pt_BR |
dc.subject | Reuse | pt_BR |
dc.subject | Water treatment | pt_BR |
dc.title | Hidrogéis de poli(ácido acrílico)/poli(álcool vinílico) e íons Fe3+ com propriedades de autocura para aplicação na adsorção seletiva de corante catiônico | pt_BR |
dc.title.alternative | Self-healing hydrogels of poly(acrylic)/poly(vinyl alcohol) and Fe3+ ions for selective adsorption of cationic dye | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/7351182459275823 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/5914976951761736 | pt_BR |
dc.description.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. | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Fajardo, André Ricardo | |
dc.subject.cnpq1 | QUIMICA | pt_BR |