Dissertação/Tese APLICAÇÃO DE NANOPARTÍCULAS BIMETÁLICAS DE FE-NI ESTABILIZADAS COM CMC PARA REMEDIAÇÃO DE ÁGUA CONTAMINADA COM NIMESULIDA E RANITIDINA - PPGQ

Nanopartículas bimetálicas de Fe-Ni estabilizadas com carboximetilcelulose (CMC-bNP-Fe-Ni) foram sintetizadas e caracterizadas para aplicação em água contaminada para remoção dos fármacos nimesulida (NMS) e ranitidina (RNTD). Para os ensaios em batelada em soluções aquosas, fatores que afetam a remoção dos fármacos tais como a concentração e a dosagem de CMC-bNP-Fe-Ni, foram investigados sistematicamente. Os resultados experimentais revelaram uma remoção completa de NMS e de 84% para a RNTD para concentrações que variaram até 60 mg L-1 e para uma dosagem de CMC-bNP-Fe-Ni de 0,2 e 0,4 g L-1, respectivamente. Como esperado para uma reação heterogênea realizada em batelada, sob vigorosa agitação, foi verificado que a taxa de remoção aumentou com o aumento da dosagem de CMC-bNP-Fe-Ni e concentração dos fármacos. Foi realizado um estudo do efeito da velocidade de agitação do sistema, verificando que este é um fator que influência diretamente na taxa de remoção. O estudo de remoção na presença e na ausência de oxigênio dissolvido revelou que a presença deste último exerce uma pequena influência no processo de remoção. Um estudo comparativo utilizando a CMC-bNP-Fe-Ni e a carboximetilcelulose (CMC) como estabilizante de nanopartículas de ferro de valência zero (CMC-nFZV) foi realizado nas mesmas proporções, sendo verificado que os níveis de remoção foram superiores para o sistema CMC-bNP-Fe-Ni. A análise do subproduto formado da NMS mostrou que este é menos tóxico que o composto original. O presente trabalho demonstra que o processo de tratamento redutivo alternativo fazendo uso de nanopartículas bimetálicas contendo Fe e Ni é muito promissor para a eliminação de fármacos, como é o caso de NMS e RNTD.

Fe-Ni bimetallic nanoparticles stabilized with carboxymethylcellulose (CMC-bNP-Fe-Ni) were synthesized and characterized for use in contaminated water for removal of nimesulide drugs (NMS), and ranitidine (RNTD). For the test batch in aqueous solutions, factors affecting the removal of drugs such as the dosage of CMC-bNP-Fe-Ni and the concentration of NMS and RNTD were investigated systematically. The experimental results showed a complete removal of NMS and 84% for the RNTD at concentrations ranging up to 60 mg L-1 and at a dosage of CMC-bNP-Fe-Ni 0.2 and 0.4 g L-1, respectively. As expected for a heterogeneous reaction carried out in batch, under vigorous stirring, it was found that the removal rate increased with the increase of the dosage of CMC-bNP-Fe-Ni and concentration of the drugs. A study of the effect of system stirring speed was carried out by checking that this is a factor that directly influence the removal rate. The removal of the presence and in the absence of dissolved oxygen showed that the presence of the latter exerts a small influence on the removal process. A comparison of removal using CMC-bNP-Fe-Ni and carboxymethylcellulose (CMC) as a stabilizer of zero-valent iron nanoparticles (CMC-nFZV) was performed in the same proportions, and found that the removal rates were higher for system CMC-bNP-Fe-Ni. The analysis of the byproduct formed from the NMS showed that it is less toxic than the parent compound. The present work demonstrates that the reductive treatment process alternative making use of bimetallic nanoparticles containing Fe and Ni is very promising for the elimination of drugs, such as NMS.