ÁREA
Química Ambiental
Autores
Bessa, L.D. (UFERSA) ; Khan, S. (UFERSA) ; Souza, J.B. (UFERSA) ; Dantas, A.R. (UFERSA) ; Souza, Y.C.S. (UFERSA) ; Silva, C.A.D. (UFERSA)
RESUMO
A indústria têxtil, mesmo que importante economicamente, é uma fonte de poluição ao meio ambiente, responsável principalmente pela contaminação da água. Uma alternativa para a remoção de um tipo de um corante utilizado no setor têxtil, o ácido vermelho 114 (AR114), é o desenvolvimento de polímeros molecularmente impressos (MIP). O presente trabalho apresenta a síntese, caracterização e avaliação deste MIP, bem como o teste de seletividade em amostras de água. Para verificar sua eficiência, foi sintetizado um polímero para controle. Ambos foram caracterizados e testados para avaliar a eficiência do MIP. Os resultados dos testes de adsorção mostraram que o MIP foi mais eficaz que o polímero de controle.
Palavras Chaves
Adsorção; Corante; MIP
Introdução
O setor têxtil é de grande importância para a sociedade, pelos fatores econômicos e históricos estando presente em diversos setores como: no vestuário, na área da saúde, geotêxtil dentre outras. os dados de 2022 mostram que o Brasil possui a maior cadeia têxtil completa do Ocidente, são 24 mil empresas, 1,2 milhão de empregos diretos e faturamento de R$193,6 bilhões. Entretanto, também apresenta um lado negativo: é reconhecida como uma das principais poluidoras do meio ambiente, em decorrência da cadeia produtiva complexa e diversificada. (FERREIRA et al., 2019 ; Abit, 2023) Os corantes são utilizados para diferentes ramos da indústria têxtil, além da sua aplicação na confecção de couro, papel, plástico,, alimentos e cosméticos. Ao longo dos últimos anos, milhares destes corantes são descartados no meio ambiente, ação essa, que apresenta um alto potencial de contaminação aos recursos da natureza, dentre estes, a água. (ARAUJO et al., 2021). Como consequência, a água quando contaminada sofre muitas mudanças ecológicas nos corpos d'água, como alteração da produtividade primária que é consequência da redução da penetração da luz e da diminuição do oxigênio dissolvido (GITA et al., 2023); Diante disso, a comunidade científica busca métodos capazes de amenizar os efeitos negativos dos corantes aos recursos hídricos. Dentre os métodos que são comumente aplicados, a adsorção vem atraindo uma atenção especial dos pesquisadores por ser alta eficiência e baixo custo (SHAO et al., 2021). Na literatura, a técnica é amplamente utilizada para a remoção de corantes têxtil (HAQUE et al., 2020; SHAO et al., 2021; ZHOU et al., 2021). Polímeros molecularmente impressos (MIP) são materiais utilizados e aplicados comumente em pesquisas ambientais, que analisam e quantificam contaminantes presentes em águas residuais (KHAN et al., 2018). Os MIP apresentam características possuírem uma alta área de superfície mesmo com um tamanho pequeno, possuem alta afinidade e seletividade para moléculas alvo, característica essa ocasionada pela presença de cavidades seletivas em sua estrutura, no qual tamanho, forma e funcionalidade química se complementam à molécula molde (MM) utilizada na polimerização, junto aos monômeros funcionais (MFs), espacialmente organizados ao redor da molécula molde, através de ligações covalentes ou interações intermoleculares. (QUINTO et al., 2020; SILVA et al., 2021) Diante disso os polímeros molecularmente impressos se tornam podem se tornar uma possível alternativa da resolução desta problemática ambiental em efluentes têxteis. Sendo assim, este presente estudo justifica-se pela necessidade colaborar sócio ambientalmente, utilizando o estudo do MIP e sua aplicação como uma ferramenta para descontaminar águas de efluentes afetadas pelo corante AR114. Dessa forma, o objetivo deste presente estudo é sintetizar o polímero molecularmente impresso para adsorção seletiva do corante têxtil, ácido vermelho 114, avaliando assim sua eficiência, bem como caracterizá-lo.
Material e métodos
A síntese do polímero foi preparada por polimerização em massa e foi inspirada no trabalho de Foguel e outros colaboradores (FOGUEL et al., 2012). Primeiramente, foi colocado em um becker 0,08 mol do analito AR114 e 0,08 mol do monômero funcional acrilamida. Junto a estes, foram adicionados 100 ml de etanol e, em seguida, a mistura foi agitada por três horas utilizando um agitador magnético NOISA. Após esse tempo, foram adicionados 1 ml do cross- linker etilenoglicol dimetacrilato (EGDMA) e aumentou-se a temperatura da solução até atingir os 80°. Neste momento, a solução foi purgada com gás nitrogênio foi inserido 250 mg de peroxidissulfato de potássio (KPS), que agiu como iniciador radicalar. A solução foi colocada em um tubo de ensaio e ficou em banho maria sob agitação durante a noite. Após este procedimento, o MIP foi filtrado e levado para a secagem numa estufa por doze horas. Após a síntese e secagem, o polímero foi moído utilizando um pilão e um almofariz e depois foi realizado o processo de lavagem: utilizando uma solução de 20 ml ácido acético e 80 ml de etanol. Após a lavagem, o polímero foi colocado novamente na estufa, onde o processo de secagem demorou mais doze horas. Este processo de lavagem se repetiu por mais duas vezes para extrair completamente o analito. Para a síntese do NIP foi realizado o mesmo procedimento, entretanto sem a presença do corante AR114. Em seguida, utilizando o espectrômetro UV-Visível, foi possível construir a curva de calibração do corante AR114. Além disso, foram preparadas 3 amostras de soluções contendo água destilada como solvente e corante AR114 com a concentração de 10 ppm e 10 mg do MIP. Além disso, também foi preparado duas soluções contendo água destilada e corante AR114 (10 ppm) com 10 mg do NIP. Em seguida, as amostras foram colocadas em um agitador por 3 horas e depois passaram pelo processo de centrifugação. Logo após essa etapa, todas as 6 amostras foram analisadas no espectrofotômetro UV-Visível, para avaliação da seletividade dos materiais sintetizados. Paralelamente, também foi realizado o processo de caracterização do MIP e NIP, utilizando a MEV (Microscopia Eletrônica de Varredura), com o intuito de adquirir informações sobre a morfologia de ambos os materiais, e por fim, foi utilizado a técnica de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), com o objetivo de reconhecer o comportamento óptico do MIP e NIP.
Resultado e discussão
Quanto à morfologia do MIP e NIP, obtidas através da Microscopia Eletrônica de
Varredura (MEV) foi possível avaliar a aparência física das partículas dos
polímeros. Como pode ser observado na Figura 1a e 1.b, os polímeros das amostras
de ambos materiais se apresentaram na forma de partículas esféricas. De forma
geral, as partículas MIP aparentam ter tamanhos menores que o NIP.
No que diz respeito à caracterização por espectrometria de infravermelho , o MIP
E NIP apresentaram comportamentos semelhantes, entretanto, as intensidades da
transmitância das amostras se mostraram divergentes, como mostra a Figura 2.a.
Ademais é possível notar que duas bandas se destacaram. a primeira, 1700 - 1750,
que é referente ao grupo éster, mais precisamente devido ao estiramento C=O,
enquanto que a segunda aproximadamente entre 1000 - 1250 acontecem pelo
estiramento C-O, pertencente também ao grupo éster. (PAVIA et al., 2010).
Quanto à análise do corante AR114, as 6 amostras com concentrações de 2 ppm, 4
ppm, 6 ppm, 8 ppm e 10 ppm que foram colocadas no espectrômetro para estudar a
UV - Visível tiveram seus seus picos de absorbância, e seus respectivos
comprimentos de ondas registrados. De fato, foi possível observar que os valores
dos comprimentos de onda apresentou o valor de 520,9847 nm sendo esse, objeto de
estudo para a construção da curva de calibração. Já em posse deste dado, foi
possível comparar os valores de absorbância nas amostras das diferentes
concentrações anteriormente citadas. Diante disso, foi construída a curva de
calibração, como pode ser observado na Figura 2.b. Nela, é possível observar a
proporcionalidade com coeficiente de determinação 0,999. Diante dos dados
obtidos foi possível formular a equação da reta obtida através da regressão
linear. Além disso, a curva de calibração foi importante na obtenção dos dados
para a análise da seletividade das amostras dos MIP e NIP. Os testes
apresentaram uma maior adsorção dos polímeros molecularmente impressos quando
comparados com as amostras de controle. Enquanto a adsorção média do MIP foi de
66,35%, a do NIP foi de 40,64%, o que indica a possível eficácia do polímero na
adsorção do corante em AR114 em efluentes têxteis.
2.a Espectroscopia por Infravermelho do MIP E NIP /\r\n2.b Curva de concentração do analito corante AR114
Conclusões
No presente estudo, verificou-se que o polímero molecularmente impresso foi eficaz na adsorção seletiva do corante ácido vermelho 114. Os resultados mostraram que mesmo com uma pequena quantidade do MIP, foi possível obter uma adsorção média de 66%. Além disso foi possível caracterizar o material e entender sua morfologia, o que ajudará a desenvolver futuras pesquisas para tornar este MIP uma ferramenta para descontaminar águas de efluentes afetadas pelo corante AR114, oriundas do setor Têxtil, o que será de suma importância para o meio ambiente.
Agradecimentos
Ao programa de Pós Graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais - PpgCEM
Referências
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