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Document type: Tese
Access type: Acesso Embargado
Title: O uso de poli(cloreto de vinila) quimicamente modificado para a adsorção de corantes básicos
Author: Ali, Helena Maria de Almeida Mattos Martins dos Santos
First Advisor: Assunção, Rosana Maria Nascimento de
First member of the Committee: Faria, Anizio Marcio de
Second member of the Committee: Otaguro, Harumi
Third member of the Committee: Morais, Luís Carlos de
Fourth member of the Committee: Barud, Hernane da Silva
Summary: A modificação química de matrizes de polímeros hidrofóbicos é uma maneira alternativa de alterar suas propriedades superficiais. A introdução de grupos sulfônicos no polímero altera as propriedades da superfície, como adesão, molhabilidade, capacidade catalítica e capacidade de adsorção. Este trabalho descreve a produção e aplicação de cloreto de polivinila modificado quimicamente como adsorvente para remoção de corantes. A modificação proposta através da desidrocloração e da sulfonação levou a produção de um material mesoporoso (PVCDS), com diâmetro médio de poros 5,76 nm, e elevada área superficial (295,57 m2 g-1), comparado ao material de origem (0,27 m2g-1). A modificação química do PVC foi confirmada através da presença do pico em 1159 cm-1, associado ao estiramento do grupo O=S=O. A análise elementar mostrou uma relação molar C / S igual a 31, e com uma distribuição atômica para o átomo de S de um a cada 15 unidades de monômero. O material modificado (PVCDS) apresentou capacidade de troca iônica igual a 1,03 mmol g-1, devido à presença e disponibilidade dos grupos sulfônicos. Com a técnica de microscopia, constatou-se que, durante a preparação do PVCDS ocorreram mudanças superficiais com a formação de possíveis regiões lamelares, representadas por escamas e possível estrutura porosa, justificando o aumento da área superficial encontrada. Os resultados de DR-X mostraram um aumento da amorficiade do material com as modificações químicas. Estudos relacionados à cinética de adsorção de matetial modificado (PVCDS) com o corante Violeta de Lauth, mostram uma capacidade de adsorção experimental de 11,96 mg g-1. O modelo cinético de pseudo- segunda ordem foi o que melhor se adequou ao sistema estudado, com um coeficiente de determinação de 0,999936 e uma maior proximidade da capacidade de adsorção teórica 11,74 mg g-1 em relação à experimental, demonstrando que o mecanismo de adsorção possivelmente ocorre por quimiossorção. Os estudos para o estado de equilíbrio mostraram que o sistema apresenta uma possível estrutura homogênea para os sítios ativos. Dentre os modelos avaliados, SIPS e Langmuir foram os que melhores ajustaram ao sistema estudado e apresentaram os melhores coeficientes de determinação com uma elevada capacidade máxima de adsorção 370 mg g-1. A modificação química do PVC levou à preparação de um material com grupos funcionais específicos e características superficiais que favoreceram a adsorção do corante.
Abstract: Chemical modification of hydrophobic polymer matrices is an alternative approach of changing their surface properties. The introduction of sulfonic groups into the polymer modify the surface chemical properties, such as adhesion, wettability, catalytic capacity and adsorption capacity. This work describes the production and application of chemically modified polyvinyl chloride as an adsorbent for dye removal. The proposed modification through dehydrochlorination and sulfonation led to the production of a mesoporous material (PVDCS), it’s showing with average pore diameter of 5.76 nm and a high surface area (295,57 m2 g-1), compared to the source material (0.27 m2g-1). The functional changes confirmed by presence of the peak in 1159 cm-1, related to the group O=S=O. Elemental analysis showed a C/S molar ratio equal to 31, and with an atomic distribution, to the S atom of one to every 15 monomer units. The modified material (PVCDS) had striking characteristics, with CTI 1.03 mmol g-1, confirming the presence and availability of the sulfonic groups. By SEM images was verified that, with the chemical modifications, a material was formed with possible lamellar regions, apparently represented by scales and possible porous structures, justifying the increase of the surface area found. The results of XRX show an increase of the amorphous of the material with the chemical modifications. Studies related to adsorption kinetics of PVCDS resin with Lauth’s Violet dye show an experimental adsorption capacity of 11.96 mg g-1. The kinetic model that best fit the studied system, showed a better determination coefficient of 0.999936 and a greater proximity of the theoretical adsorption capacity 11.74 mg g-1, the experimental one, was that of pseudo-second order, demonstrating that the mechanism of adsorption possibly occurs by chemosorption. The studies equilibrium state model showed that the system presents a possible homogeneous structure for the active sites. Among the models, SIPS and Langmuir were the best fit to the studied system and presented the best determination coefficients with a high maximum adsorption capacity of 370 mg g-1. The modification promoted the formation of specific functional groups and surface characteristics favorable to the adsorption of the dye by the polymer.
Keywords: Corantes básicos
Poly (vinyl chloride)
Adsorção
Sulfonation
Poli(cloreto de vinila)
Adsorption
Sulfonação
Lauth's violet
Violeta de lauth
Basic dyes
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Química
Quote: ALI, Helena Maria de Almeida Mattos Martins dos Santos. O uso de poli(cloreto de vinila) quimicamente modificado para a adsorção de corantes básicos. 2017. 110 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2017.25
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/20129
Date of defense: 29-Nov-2017
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