Uso de compósitos magnéticos metal/polímero na extração de cromo hexavalente e na produção de galacto-oligossacarídeos

Autor: TAVARES, Ginetton Ferreira
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRPEUniversidade Federal Rural de PernambucoUFRPE.
Druh dokumentu: Doctoral Thesis
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In this work, magnetic nanocomposites based on iron oxide, polypyrrole and carbon nanotubes were applied in the extraction of hexavalent chromium in solution and in the synthesis of galactooligosaccharides (GOS). Two different types of nanocomposites were prepared, one based on polypyrrole and iron oxide (Fe3O4@PPy) and another containing magnetized carbon nanotubes and polypyrrole (MWCNT/Fe3O4@PPy). During the preparation of the nanocomposites two types of oxidizing agents were used. Initially the ammonium persulfate (APS) was used to synthesize the nanocomposites and later iron chloride III with six different relations between monomer and oxidant were applied. These compounds were used in the extraction of hexavalent chromium in aqueous medium and in GOS production from the immobilization of the β-galactosidase enzyme. In the first step, the composites were subjected to adsorption tests in the presence of hexavalent chromium solution, in which the chromium concentration was measured before and after contact with the composites. The second step was to analyze the influence of the immobilization of the β-galactosidase enzyme on the surface of the Fe3O4 + PPy composite and to observe the effects on the production of GOS and the hydrolysis of lactose through high performance liquid chromatography. It was possible to observe that the Fe3O4@PPy and MWCNT/Fe3O4@PPy composites are capable of adsorbing hexavalent chromium present in solution and that the chromium adsorption capacity was higher for composites containing carbon nanotubes. We also observed that factors such as type of oxidant, pH, temperature and contact time directly interfere with the adsorption capacity of chromium in solution. In relation to the GOS production, it was possible to observe that the Fe3O4 @ PPy nanocomposite acted efficiently, facilitating the removal of the reaction medium through the application of magnetic field, thus favoring the GOS production process.
Neste trabalho, nanocompósitos magnéticos à base de óxido de ferro, polipirrol e nanotubos de carbono foram aplicados na extração de cromo hexavalente em solução e na síntese de galacto-oligossacarídeos (GOS). Foram preparados para isso, dois tipos de nanocompósito distintos, sendo um a base de polipirrol e óxido de ferro (Fe3O4@PPy) e outro contendo nanotubos de carbono magnetizados e polipirrol (MWCNT/Fe3O4@PPy). Durante a preparação dos nanocompósitos dois tipos de agentes oxidantes foram utilizados. Inicialmente o persulfato de amônio (APS) foi utilizado para síntese dos nanocompósitos e posteriormente cloreto de ferro III com seis relações distintas entre monômero e oxidante foram aplicadas. Estes compósitos foram empregados na extração de cromo hexavalente em meio aquoso e na produção GOS a partir da imobilização da enzima β-galactosidase. Na primeira etapa, os compósitos foram submetidos a testes de adsorção na presença de solução de cromo hexavalente, na qual a concentração de cromo foi medida antes e após o contato com os compósitos. A segunda etapa foi analisar a influência da imobilização da enzima β-galactosidase na superfície do compósito Fe3O4@PPy e observar os efeitos na produção de GOS e na hidrólise da lactose através de cromatografia líquida de alta eficiência. Foi possível observar que os compósitos Fe3O4@PPy e MWCNT/Fe3O4@PPy são capazes de adsorver cromo hexavalente presentes em solução e que a capacidade de adsorção de cromo foi maior para compósitos que contém nanotubos de carbono. Também observamos que fatores como tipo de oxidante, pH, temperatura e tempo de contato interferem diretamente na capacidade de adsorção de cromo em solução. Em relação à produção de GOS foi possível observar que o nanocompósito Fe3O4@PPy atuou de forma eficaz, facilitando a retirada do meio reacional através da aplicação de campo magnético, favorecendo assim o processo de produção de GOS.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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