Desenvolvimento de compósitos poliméricos como ferramentas para remoção e detecção de contaminantes orgânicos e metálicos da água
Abstract
A remediação ambiental é um campo altamente explorado na química de materiais devido a sua importância na manutenção e resgate do meio ambiente. De modo geral, a combinação de materiais de origens diferentes resulta em compósitos, que podem ser uma alternativa interessante para aumentar a performance dos materiais utilizados para esta finalidade. Nesta Tese foi explorado o desenvolvimento de compósitos poliméricos, em suas diversas formas, com propriedades aprimoradas para uso em processos adsortivos e de sensoriamento em meio aquoso. A primeira contribuição descreve um compósito polimérico na forma de beads de alginato/polipirrol contendo nanopartículas de ZnFe2O4. Este compósito foi capaz de adsorver ibuprofeno e paracetamol em quantidades apreciáveis (94% e 98%). Devido às propriedades magnéticas do ZnFe2O4, a exposição das beads à campo magnético externo acelerou a cinética do processo de adsorção em cerca de 15%, especialmente nos estágios iniciais da adsorção. Na segunda parte, um hidrogel compósito contendo biochar foi fabricado utilizando impressão 3D. O uso da técnica de manufatura aditiva permitiu a obtenção de um compósito com estrutura de maior complexidade e com alta performance na adsorção de azul de metileno e ibuprofeno em água de torneira. Além dessas características, o compósito apresentou grande capacidade de reuso (20 ciclos). Na última contribuição é descrito o preparo de um compósito de β-ciclodextrina reticulada e pontos quânticos de carbono. Além de ser aplicado na adsorção de espécies metálicas em meio aquoso, esse compósito também foi testado na detecção dos íons metálicos. Esta última característica foi observável devido a capacidade de fluorescência apresentada pelos pontos quânticos existentes no compósito. Ao interagir com os metais, parte da fluorescência é perdida o que pode ser utilizado na detecção deles, mesmo em baixas concentrações (ppm). Em suma, três novos compósitos poliméricos originais foram desenvolvidos e demonstraram ser eficientes na remediação do meio aquoso com potencial de uso em condições práticas.