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Tipo do documento: Dissertação
Título: Aplicação de grafeno e nanocompósitos de grafeno na remoção de compostos orgânicos aromáticos de matriz aquosa: uma revisão
Título(s) alternativo(s): Graphene and graphene nanocomposites for the removal of aromatic organic compounds from the water matrix: a review
Autor: Samartini, Monique Monsores Paixão 
Primeiro orientador: Gomes, Marcia Marques
Primeiro membro da banca: Lopes, Jorge Antônio
Segundo membro da banca: Salomão, André Luís de Sá
Resumo: Poluentes orgânicos aromáticos são potencialmente tóxicos à saúde humana e ambiental, sendo considerados prioritários em termos de controle pelos órgãos reguladores. Quantidades significativas desses poluentes são diretamente despejadas nos corpos hídricos, principalmente por meio de atividades industriais e acidentes. O gerenciamento de áreas contaminadas com poluentes orgânicos é um dos maiores desafios ambientais e tem sido observado um aumento nas atividades de investigação para o desenvolvimento de novas tecnologias de remediação e tratamento de matrizes ambientais. De todos os processos e tecnologias já propostos para remoção dos contaminantes, alguns métodos baseados em processos sortivos são mundialmente reconhecidos como abordagem eficaz, devido à sua versatilidade, ampla aplicabilidade e viabilidade econômica. O grafeno - nanomaterial a base de carbono - vem sendo considerado um material altamente estratégico e o seu uso como adsorvente no tratamento de matrizes aquosas tem apresentado resultados preliminares promissores quanto à remoção de compostos orgânicos persistentes de matrizes aquosas. Com esse contexto em mente, foi conduzida uma revisão bibliográfica aplicando abordagem sistemática sobre a utilização dos nano-adsorventes da família grafeno (GFNA), para tratamento de água e águas residuais contaminadas com compostos orgânicos aromáticos. Após aplicação de critérios de elegibilidade, foram selecionadas 19 referências bibliográficas, das quais foram extraídas as condições e os resultados experimentais, dando origem a uma matriz de revisão. Observou-se que os 19 estudos não seguem a mesma linha de condições experimentais, dificultando em parte, a comparação direta e a correlação entre os estudos. Foi verificado ainda que o desempenho das estruturas de grafeno, assim como do carvão ativado, depende principalmente de condições experimentais, bem como das características estruturais do adsorvente. A revisão demonstrou que as estruturas de grafeno são uma alternativa promissora em relação a outros materiais adsorventes tradicionais, pois são compostos simples de serem manuseados, com características estruturais únicas e com grande capacidade de adsorção para compostos orgânicos. Entretanto, esforços devem ser direcionados para o desenvolvimento de métodos de produção em escala de grafeno com maior qualidade estrutural. Ainda, estudos adicionais devem ser conduzidos para melhor avaliação dos mecanismos envolvidos na adsorção, influência de variáveis relacionadas ao meio aquoso, características do adsorvente e do adsorbato, bem como avaliação dos custos envolvidos no processo, dos produtos gerados e toxicidade associada ao nanomaterial.
Abstract: Aromatic organic pollutants are potentially toxic to the human and environmental health and are considered as priority pollutants by regulatory agencies. Significant quantities of these pollutants are directly discharged into the water bodies through industrial activities and spills, among others. Managing areas contaminated with these organic pollutants is one of the major environmental challenges today and the investigations have increased with the target of developing new environmental treatment technologies. Of all technologies that have been proposed to remove these pollutants from water, adsorption is recognized worldwide as an attractive option due to its versatility, wide applicability and economic viability. Graphene, a carbon-based nanomaterial, has been considered a strategic material and the use of graphene as adsorbent has shown excellent results in the removal of organic compounds from aqueous solutions. The present review based on systematic approach has shown that graphene structures are a promising alternative to traditional adsorbent materials, due to their unique structural characteristics and great adsorption capacity for organic compounds. However, the research in this area is still in its initial stage, since the number of publications to date was found to be small, demonstrating there is a long way to go before effective practical applications become a reality. The review was carried out with focus on the use of nanoadsorbent graphene (GFNA) to treat water and wastewaters contaminated with aromatic organic compounds. After applying a set of eligibility criteria, 19 publications were selected for detailed analysis and organized in a so-called revision table. Through analysis of the review table, it was concluded that the studies did not follow the same experimental conditions, which made difficult to compare and establish correlations between them. It was also verified that the performance of the graphene structures, as well as the activated carbon, depend on the experimental conditions, as well as the structural characteristics of the adsorbent itself. The review showed that graphene structures represent a promising alternative to other traditional adsorbent materials, since they are easy to manipulate, have unique structural characteristics and great capacity to adsorb organic compounds. However, efforts should be directed to the development of methods of producing graphene in scale and with higher structural quality. Additional investigations are required for better evaluation of the mechanisms involved in the adsorption, the influence of the characteristics of the adsorption aqueous medium, adsorbent and the adsorbate characteristics.
Palavras-chave: Environmental engineering
Graphene
Graphene-based nanocomposites
Adsorption in aqueous media
Aromatic organic compounds
Petroleum hydrocarbons
Environmental remediation
Engenharia ambiental
Grafeno
Nanocompósitos a base de grafeno
Adsorção em meio aquoso
Compostos orgânicos aromáticos
Hidrocarbonetos de petróleo
Remediação ambiental
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
Citação: SAMARTINI, Monique Monsores Paixão. Aplicação de grafeno e nanocompósitos de grafeno na remoção de compostos orgânicos aromáticos de matriz aquosa: uma revisão. 2017. 116 f. Dissertação (Mestrado em Saneamento Ambiental: controle da poluição urbana e industrial) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2017.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11071
Data de defesa: 18-Set-2017
Aparece nas coleções:Mestrado Profissional em Engenharia Ambiental

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