Dissertação/Tese REMOÇÃO DE BISFENOL-A EM SILICATO MODIFICADO COM COBALTO - PPGQ

O bisfenol-A é um importante produto químico amplamente utilizado em indústrias para a produção de policarbonatos, resinas epoxi e outros plásticos. Existe uma carência em desenvolver métodos eficazes para removê-lo de efluentes, uma vez que o mesmo faz parte dos chamados poluentes emergentes, pois é prejudicial para os organismos, mesmo em baixas concentrações, devido ao seu efeito nocivo sobre saúde. Neste trabalho buscou-se avaliar o desempenho de dois silicatos mesoporosos (MCM-41 e Co-silicato) frente à adsorção do bisfenol-A. Os perfis de difração de raio-X dos materiais confirmaram a formação da MCM-41 e o material modificado (Co-silicato) demonstrou alterar ao único elemento de ordem estrutural que é a disposição dos canais paralelos (2θ=2). As imagens de MEV mostraram que os materiais não apresentaram morfologia definida. Dados indicaram que ambos os materiais apresentam elevada área específica, sendo 988 m2g-1 para MCM-41 e 729 m2g-1 para Co-silicato. O material Co-silicato mostrou elevado potencial como adsorvente frente à MCM-41. A elevada área superficial, aliada ao tamanho dos poros, juntamente com a presença de íons metálicos (cobalto) favoreceram o processo de adsorção. A formação de sítios ativos no silicato após a inserção de cobalto favoreceu a adsorção do contaminante. A partir dos testes de adsorção realizados em pH 3,6 e 9, foi possível notar que o material que teve uma melhor capacidade de adsorção foi o material Co-silicato. Diante dos testes de cinética, o material Co-silicato em todas as faixas de pH, demonstrou maior potencial de adosrção do bisfenol-A, em relação ao resultados de remoção obtidos com o material MCM-41. Os modelos utilizados para os ajustes matemáticos da adsorção foram as isotermas de Langmuir, Freundlich, e Redlich-Peterson. O valor do coeficiente de correlação (R2) 0,9641 pH 3; 0,9834 pH 6 e 0,9959 pH 9 dos parâmetros de Redlich-Peterson sugeriram que o modelo de Redlich-Peterson descreve melhor o comportamento de adsorção de bisfenol-A no material Co-silicato, já que apresenta maior valor do coeficiente de correlação em pH testados, comparando com os valores de correlação (R2) de Langmuir e Freundlich. Os dados revelaram que a modificação da MCM-41 com átomos de Cobalto alteraram as propriedades físico-química do material, e potencializou o adsorvente para adsorção da molécula de bisfenol-A.

Bisphenol-A is an important chemical widely used in industries for the production of polycarbonates, epoxy resins and other plastics. There is a lack of effective methods to remove it from effluents, since it is part of the so-called Emerging Pollutants because it is harmful to organisms, even in low concentrations, due to its harmful effect on health. This work aimed to evaluate the performance of two mesoporous silicates (MCM-41 and Co-silicate) against the adsorption of bisphenol-A. The X-ray diffraction profiles of the materials confirmed the formation of MCM-41 and the modified material (Co-silicate) was shown to change to the only structural element that is the arrangement of the parallel channels (2θ = 2). The SEM images showed that the materials did not present definite morphology. Data indicated that both materials presented a high specific area, being 988 m2g-1 for MCM-41 and 729 m2g-1 for Co-silicate. The Co-silicate material showed high potential as an adsorbent against MCM-41. The high surface area, combined with the pore size, together with the presence of metallic ions (cobalt) favored the adsorption process. The formation of active sites in the silicate after the insertion of cobalt favored the adsorption of the contaminant. From the adsorption tests carried out at pH 3, 6 and 9, it was possible to observe that the material with the best adsorption capacity was the Co-silicate material. Due to the kinetic tests, the Co-silicate material in all pH ranges showed a higher potential of adsorption of the bisphenol-A, in relation to the removal results obtained with the MCM-41 material. The models used for the mathematical adjustments of the adsorption were the isotherms of Langmuir, Freundlich, and Redlich-Peterson. The value of the correlation coefficient (R2) 0,9641 pH 3; 0,9834 pH 6 and 0,9959 pH 9 of the Redlich-Peterson parameters suggested that the Redlich-Peterson model better describes the adsorption behavior of bisphenol-A in the Co-silicate material, since it has a higher correlation coefficient value In pH tested, comparing with the correlation values (R2) of Langmuir and Freundlich. The data revealed that the modification of MCM-41 with Cobalt atoms altered the physicochemical properties of the material and potentiated the adsorbent for adsorption of the bisphenol-A molecule.