Preparação e modificação química de microesferas poliméricas magnéticas à base de metacrilato de glicidila e divinilbenzeno para remoção de cromo (VI) de meio aquoso

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Tipo do documento:	Tese
Título:	Preparação e modificação química de microesferas poliméricas magnéticas à base de metacrilato de glicidila e divinilbenzeno para remoção de cromo (VI) de meio aquoso
Título(s) alternativo(s):	Preparation and chemical modification of magnetic polymeric microspheres based on glycidyl methacrylate and divinylbenzene for chrome (VI) removal from aqueous medium
Autor:	Formiga, Washington Jose Fernandes
Primeiro orientador:	Costa, Marcos Antonio da Silva
Primeiro coorientador:	Mello, Ivana Lourenço de
Primeiro membro da banca:	Neves, Marcia Angélica Fernandes e Silva
Segundo membro da banca:	Aguiar, Alcino Palermo de
Terceiro membro da banca:	Rezende, Simone Maria de
Quarto membro da banca:	Souza, Marcelo Augusto Vieira de
Resumo:	Nesta Tese foram produzidas microesferas magnéticas de poli(metacrilato de glicidila-co-divinilbenzeno) via polimerização em suspensão. Estas microesferas foram primeiramente funcionalizadas com etilenodiamina (DEA), dietilenotriamina (DETA) e trietilenotetramina (TETA) e, posteriormente, alquiladas com iodeto de metila. Foram estudadas as influências das concentrações de divinilbenzeno (DVB) e de peróxido de benzoíla (BPO) na obtenção das microesferas. As microesferas foram caracterizadas por análise térmica (TGA), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR-ATR), microscopia eletrônica de varredura, magnetometria de amostra vibrante (VSM), análises de tamanho de partícula. Foram obtidas microesferas com bom controle morfológico, com diâmetros médios na faixa de 40-135 μm e com comportamento de materiais superparamagnéticos. O aumento da concentração de DVB provocou uma dimuição no diâmetro médio das microesferas. Por outro lado, o aumento da concentração de DVB provocou um aumento no diâmetro médio das microesferas. A adsorção de Cr (VI) pelas microesferas amino funcionalizadas foi dependente do pH, alcançando melhores resultados de remoção em pH 2. Nos copolímeros quaternizados, a adsorção foi pouco dependente do pH. A cinética de adsorção foi analisada por três diferentes modelos cinéticos, pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e difusão intrapartícula. O processo adsortivo foi melhor descrito pelo modelo de pseudo-segunda ordem. O modelo confirmou que a quimissorção é o principal mecanismo de controle da adsorção. O estudo de isoterma de equilíbrio indicou a melhor adequação ao modelo de Langmuir. A capacidade de sorção máxima foi a pH 2 e 318,15 K sendo 82,95 mg.g-1. Para todos os adsorventes foram obtidas energia de ativação na ordem de 20 kJ mol-1. Os adsorventes apresentaram ΔH em torno de 40 kJ / mol e ΔS de 150 J / mol.K. Os resultados indicaram um processo endotérmico, de natureza química, e com valores de ΔG negativos
Abstract:	In this thesis, magnetic microspheres of poly(glycidyl methacrylate-co-divinylbenzene) were produced via suspension polymerization. These microspheres were first functionalized with ethylenediamine (DEA), diethylenetriamine (DETA) and triethylenetetramine (TETA) and subsequently alkylated with methyl iodide. The concentrations of divinylbenzene (DVB) and benzoyl peroxide (BPO) in the microspheres were studied. The microspheres were characterized by thermal analysis (TGA), infrared spectroscopy (FTIR-ATR), scanning electron microscopy, vibrating sample magnetometry (VSM), particle size analyzes. Microspheres with good morphological control were obtained. This material presented mean diameters in the range of 40-135 μm and superparamagnetic behavior. The increase in DVB concentration caused a decrease in the mean diameter of the microspheres. On the other hand, the increase in DVB concentration caused an increase in the mean diameter of the microspheres. Adsorption of Cr (VI) by the amino functionalized microspheres was pH-dependent, achieving better removal results at pH 2. In the quaternized copolymers, the adsorption was poorly pH dependent. The kinetics of adsorption was analyzed by three different kinetic models, pseudo-first order, pseudo-second order and intraparticle diffusion. The adsorptive process was best described by the pseudo-second order model. The model confirmed that chemisorption is the main mechanism of adsorption control. The equilibrium isotherm study indicated the best suitability for the Langmuir model. The maximum sorption capacity was at pH 2 and 318.15 K being 82.95 mg.g-1. For all the adsorbents, activation energy was obtained in the order of 20 kJ mol-1. The adsorbents had ΔH around 40 kJ / mol and ΔS of 150 J / mol.K. The results indicated an endothermic process, of chemical nature, and with negative ΔG values
Palavras-chave:	Magnetic microspheres glicidyl methacrylate divinylbenzene chemical modification Cr(VI) removal Microesferas magnéticas metacrilato de glicidila dinivilbenzeno modificação química remoção de Cr (VI)
Área(s) do CNPq:	CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::POLIMEROS E COLOIDES
Idioma:	por
País:	BR
Instituição:	Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição:	UERJ
Departamento:	Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química
Programa:	Programa de Pós-Graduação em Química
Citação:	FORMIGA, Washington Jose Fernandes. Preparação e modificação química de microesferas poliméricas magnéticas à base de metacrilato de glicidila e divinilbenzeno para remoção de cromo (VI) de meio aquoso. 2017. 183 f. Tese (Doutorado em Química ambiental; Polímeros) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2017.
Tipo de acesso:	Acesso Aberto
URI:	http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/15655
Data de defesa:	22-Fev-2017
Aparece nas coleções:	Doutorado em Química

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