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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37282
Document type: | Dissertação |
Access type: | Acesso Aberto Attribution 3.0 United States |
Title: | Adsorção da Losartana Potássica (contaminante emergente) pelo Hidróxido Duplo Lamelar em Águas Contaminadas |
Alternate title (s): | Adsorption of Losartan Potassium (emerging contaminant) by Lamellar Double Hydroxide in Contaminated Water |
Author: | Brandão, Leidielen Peres |
First Advisor: | Canobre, Sheila Cristina |
First coorientator: | Amaral, Fábio Augusto do |
First member of the Committee: | Bertolino, Sueli Moura |
Second member of the Committee: | Silva, Adilson Candido da |
Summary: | Nos últimos anos, vários estudos sobre remoção de contaminantes emergentes farmacêuticos em águas contaminadas têm abordado o método de adsorção, pois esse é um método operacionalmente mais simples e com baixo custo. Nesse sentido, este estudo teve como objetivos a remoção do fármaco losartana a partir da síntese pelo método de co-precipitação a pH constante de diferentes HDLs, tais como, [Mg-Al-NO3], [Ni-Al-NO3], [Co-Al-NO3] e as respectivas caracterizações estruturais e morfológicas: Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (IV-TF), Área Superficial Específica pelo método (BET) e Análise Termogravimétrica (ATG). Os DRXs dos HDLs [Mg-Al-NO3] e [Ni-Al-NO3] mostraram picos de difração definidos, os quais foram indexados à estrutura hexagonal, simetria romboédrica, grupo espacial R(-3)m (JCPDS 14-191). A caracterização morfológica do HDL [Mg-Al-NO3] mostrou partículas com tamanhos irregulares em formato de hexágonos e o HDL [Ni-Al-NO3] apresentou agregados cristalinos e partículas com bordas arredondadas, sendo ambos semelhantes aos resultados obtidos na literatura. Os Espectros (IV-TF) de todos os HDLs confirmaram a presença do ânion NO3-, moléculas de água entre as lamelas e metais presentes referentes às ligações de Mg-O, Ni-O, Co-O ou Al-O. Pelo método BET, os perfis das isotermas de ambos os HDLs foram semelhantes ao tipo V, que é característico de materiais mesoporosos. Dentre os HDLs investigados, o [Mg-Al-NO3] (sintetizado com água) foi o que apresentou maior estabilidade térmica, maior espaçamento interlamelar, menor custo dos reagentes e menor toxicidade, sendo, então, selecionado como adsorvente nos testes de adsorção do poluente farmacêutico. O HDL [Mg-Al-NO3] apresentou ponto de carga zero em pHpcz 7. Os ensaios de adsorção foram feitos em batelada a partir de soluções contendo o fármaco losartana potássica (LP) em pH 5,5 e sob agitação. Fez-se o estudo cinético de adsorção à temperatura ambiente (298 K), tendo sido investigadas, na análise termodinâmica, as temperaturas: 298, 308, 318 e 328 K. A partir dos dados cinéticos de adsorção, realizou-se o ajuste aos modelos matemáticos lineares de pseudoprimeira ordem e de pseudosegunda ordem. Para o estudo de isotermas, utilizou-se de ajustes aos modelos matemáticos propostos por Langmuir e Freundlich. Os dados experimentais cinéticos de adsorção para LP se ajustaram melhor ao modelo de pseudosegunda ordem, sugerindo que a velocidade de adsorção foi dependente da concentração inicial do fármaco e sugerindo uma quimissorção. O processo de adsorção apresentou melhor ajuste ao modelo da isoterma de Freundlich, descrevendo uma interação física entre adsorvente e adsorvato. Os valores de (1/n) no intervalo entre 0 a 1 e (n) maior que 1 sugerem que a adsorção de LP no HDL é favorável e está presente em sítios de ligação energeticamente heterogêneos. O tempo de equilíbrio foi alcançado em cerca de 40 min com eficiência de remoção (51,55 %) e capacidade adsortiva de 6,19 mg g-1. Os parâmetros termodinâmicos demonstram que a adsorção foi espontânea, exotérmica e com menor grau de liberdade entre as moléculas adsorvidas na superfície do HDL. O processo de adsorção de LP pelo HDL apresentou q max (19,53 mg g-1 a 298 K). O HDL [Mg-Al-NO3] é, portanto, um material promissor como adsorvente na remoção de LP em águas contaminadas, permitindo uma redução significativa de sua poluição em diversos ambientes aquáticos. |
Abstract: | In recent years, several studies on the removal of emerging pharmaceutical contaminants in contaminated water have addressed the adsorption method, as it is an operationally simpler and less costly method. In this context, this study aimed to remove the drug losartan from the synthesis by the co-precipitation method at constant pH of different LDHs, such as: [Mg-Al-NO3], [Ni-Al-NO3] and [ Co-Al-NO3] and the respective structural and morphological characterizations: X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Spectroscopy in the Infrared Region with Fourier Transform (IR-TF), Specific Surface Area by the method (BET) and Thermogravimetric Analysis (ATG). LDHs XRDs [Mg-Al-NO3] and [Ni-Al-NO3] showed defined diffraction peaks, which were indexed to hexagonal structure, rhombohedral symmetry, space group R(-3)m (JCPDS 14-191). The morphological characterization of LDH [Mg-Al-NO3] showed particles with irregular sizes in the shape of hexagons, and in LDH [Ni-Al-NO3] crystalline aggregates and particles with rounded edges, both similar to the results obtained in the literature. Spectra (IR-TF) of all LDH s confirmed the presence of the NO3- anion, water molecules between the coverslips and metals present referring to Mg-O, Ni-O, Co-O or Al-O bonds. By the BET method, the isotherm profiles of both LDHs were similar to the V type, characteristic of mesoporous materials. Among the LDHs investigated, [Mg-Al-NO3] (synthesized with water) was the one that presented the highest thermal stability, highest interlamellar spacing, lowest cost of reagents and lowest toxicity, so it was selected as an adsorbent in the adsorption tests of the pharmaceutical pollutant. LDH [Mg-Al-NO3] showed a zero charge point at pHpcz 7. The adsorption tests were carried out in batches from solutions containing the drug losartan potassium (LP) at pH 5.5 and under agitation. The adsorption kinetics was studied at room temperature (298 K) and the thermodynamic analysis investigated the following temperatures: 298, 308, 318 and 328 K. Based on the kinetic adsorption data, adjustments were made to the linear mathematical models of pseudofirst order and pseudosecond order. For the study of isotherms adjustments to the mathematical models proposed by Langmuir and Freundlich were used. The adsorption kinetics experimental data for LP better fit the pseudosecond order model, suggesting that the adsorption rate was dependent on the initial drug concentration and suggesting a chemisorption. The adsorption process showed a better fit to the Freundlich isotherm model describing a physical interaction between adsorbent and adsorbate. Values of (1/n) in the range between 0 to 1 and (n) greater than 1 suggest that LP adsorption on LDH is favorable and are present in energetically heterogeneous binding sites. Equilibrium time was reached in about 40 min with removal efficiency (51.55%) and adsorptive capacity of 6.19 mg g-1. The thermodynamic parameters demonstrate that the adsorption was spontaneous, exothermic and with a lower degree of freedom between the molecules adsorbed on the LDH surface. The LP adsorption process by LDH showed q max (19.53 mg g-1 at 298 K). Therefore, LDH [Mg-Al-NO3] is a promising material as an adsorbent in the removal of LP in contaminated water, thus allowing a significant reduction of its pollution in several aquatic environments. |
Keywords: | Poluentes farmacêuticos Contaminantes emergentes Losartana potássica HDL |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Qualidade Ambiental |
Quote: | BRANDAO, Leidielen Peres. Adsorção da Losartana Potássica (contaminante emergente) pelo Hidróxido Duplo Lamelar em Águas Contaminadas. 2022. 126 f. Dissertação (Mestrado em Qualidade Ambiental) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.655 |
Document identifier: | http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.655 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37282 |
Date of defense: | 8-Dec-2022 |
Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Qualidade Ambiental |
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