Preparation and characterization of magnetic hydrogels based on carrageenan for the removal of heavy metals from wastewater

Autor: Maciel, Diana José
Přispěvatelé: Mello, Ivana Lourenço de, Leite, Marcia Christina Amorim Moreira, Rojas, Edwin Gonzalo Azero
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2015
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron:UERJ
Popis: Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-07T19:03:19Z No. of bitstreams: 1 Diana Jose Maciel.pdf: 3580884 bytes, checksum: f068f586f777561e0a7152d4c21d944b (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-07T19:03:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diana Jose Maciel.pdf: 3580884 bytes, checksum: f068f586f777561e0a7152d4c21d944b (MD5) Previous issue date: 2015-03-09 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The purpose of this dissertation was to prepare, characterize and apply magnetic hydrogels based on carrageenans (Kappa and Iota) in the removal of metal ions (Cd and Pb) of aqueous effluents. For this reason, we evaluated the ratio kappa (κ) and iota (ι) carrageenan and the influence of the crosslinking agent (KCl and CaCl2) in different concentrations (0.3 mol.L-1 and 0.5 mol.L-1) on the properties of hydrogels. The results showed that the synthesized magnetic material consisted mostly of maghemite (Fe2O3) and showed superparamagnetic behavior. Magnetic- hydrogels based on carrageenan with relatively spherical morphology and a particle size in the range 710 - 850 μm were prepared. TEM images showed that the magnetic material was in nanosize. The magnetic hydrogels crosslinked with potassium ions presented good thermal stability and degree of swelling in water exceeding 500%. As for the magnetic hydrogels crosslinked with CaCl2.2H2O showed relatively low thermal stability and degree of swelling values below 100%. Both magnetic nanoparticles as crosslinking agents (KCl and CaCl2), were well distributed on the surface of hydrogels. The hydrogels showed superparamagnetic behavior and responded to the stimulus of a magnet. The magnetic hydrogels were applied in the removal of ions (Pb2+ and Cd2+) from aqueous solutions. The magnetic hydrogels based on k-carrageenan crosslinked with 0.3 mol L-1 KCl, were the ones with the best removal percentage (35%) for Pb 2+ ions. As for the removal of Cd2 +, magnetic hydrogels prepared by mixing (k + i) - carrageenan, crosslinked with 0.3 mol L-1 KCl, were the best percentages obtained for the removal of these ions (40%) O objetivo desta Dissertação foi preparar caracterizar e aplicar hidrogéis magnéticos à base de carragenas (Kappa e Iota) na remoção dos íons metálicos (Cd e Pb) de efluentes aquosos. Para isso, foi avaliada a razão entre as carragenas Kappa (κ) e Iota (ι), bem como a influência do agente reticulante (KCl e CaCl2), em diferentes concentrações (0,3 mol.L-1 e 0,5 mol.L-1) sobre as propriedades dos hidrogéis. Os resultados mostraram que o material magnético sintetizado foi constituído em sua maioria por maghemita (Fe2O3) e apresentou comportamento superparamagnético. Foram preparados hidrogéis magnéticos à base de carragenas, com morfologia, relativamente, esférica e tamanho de partículas na faixa de 710 a 850 μm. As imagens de TEM comprovaram que o material magnético estava em tamanho nanométrico. Os hidrogéis magnéticos reticulados com KCl apresentaram boa estabilidade térmica e valores de grau de intumescimento em água superiores a 500%. Já os hidrogéis magnéticos reticulados com CaCl2, apresentaram estabilidade térmica relativamente baixa e valores de grau de intumescimento em água inferiores a 100%. Tanto as nanopartículas magnéticas como os agentes reticulantes (KCl e CaCl2), ficaram bem distribuídos na superfície dos hidrogéis. Os hidrogéis apresentaram comportamento superparamagnético e responderam ao estímulo de um ímã. Os hidrogéis magnéticos foram aplicados na remoção de íons (Cd2+ e Pb2+) de soluções aquosas. Os hidrogéis magnéticos preparados à base de k-carragena, reticulados com 0,3 mol.L-1 de KCL, foram os que obtiveram o melhor percentual de remoção (35%) para o íons Pb2+. Já para a remoção de Cd2+, os hidrogéis magnéticos preparados pela mistura (k + i)-carragenas, reticulados com 0,3 mol.L-1 de KCl, foram os que obtiveram os melhores percentuais de remoção (40 %)
Databáze: OpenAIRE
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