BR102015025482A2 - Processo de preparação de adsorvente para remoção de íons de pb(ii) em águas a partir de tanino e nanotubos de carbono - Google Patents

Processo de preparação de adsorvente para remoção de íons de pb(ii) em águas a partir de tanino e nanotubos de carbono Download PDF

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Abstract

processo de preparação de adsorvente para remoção de íons de pb(ii) em águas a partir de tanino e nanotubos de carbono tratasse a presente solicitação de invenção de um processo de síntese e preparação de um adsorvente para remover íons de pb(ii) de águas contaminadas, baseado na reação de policondensação do tanino condensado resorcinólico da mimosa e formaldeído em meio ácido, com a inserção de nanotubos de carbono e fibra de coco, em proporções definidas e sob condições especificadas. o adsorvente pode alcançar uma alta capacidade de adsorção de íon de pb(ii) no tratamento de águas contaminadas com este íon metálico em condições de ph controladas.

Description

(54) Título: PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE ADSORVENTE PARA REMOÇÃO DE ÍONS DE PB(II) EM ÁGUAS A PARTIR DE TANINO E NANOTUBOS DE CARBONO (51) Int. Cl.: B01J 20/24; B01J 20/28; B01J 20/30; B01J 20/32 (52) CPC: B01J 20/24, B01J 20/28038, B01J 20/2805,B01J 20/305,B01J 20/3071,B01J 20/3078, B01J 20/32 (73) Titular(es): UNIVERSIDADE ESTATUAL DE SANTA CRUZ (72) Inventor(es): FRANCISCO HERIBERTO MARTINEZ LUZARDO; FERMIN DE LA CARIDAD GARCIA VELASCO; IVEA KRISHNA DA SILVA CORREIA; PATRÍCIA MEIRELES DOS SANTOS; LUIZ CARLOS SALAY (74) Procurador(es): CRISTIANO RODRIGO DA SILVA (57) Resumo: PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE ADSORVENTE PARA REMOÇÃO DE ÍONS DE Pb(ll) EM ÁGUAS A PARTIR DE TANINO E NANOTUBOS DE CARBONO Tratasse a presente solicitação de invenção de um processo de síntese e preparação de um adsorvente para remover íons de Pb(ll) de águas contaminadas, baseado na reação de policondensação do tanino condensado resorcinólico da Mimosa e formaldeído em meto ácido, com a inserção de nanotubos de carbono e fibra de coco, em proporções definidas e sob condições especificadas. O adsorvente pode alcançar uma alta capacidade de adsorção de íon de Pb(ll) no tratamento de águas contaminadas com este íon metálico em condições de pH controladas.
Figure BR102015025482A2_D0001
ίF·—1/3
Processo de preparação de adsorvente para remoção de íons de Pb(ll) em águas a partir de tanino e nanotubos de carbono
Relatório descritivo (001).Refere-se a presente invenção de um processo de preparação e de um adsorvente sintetizado a partir de taninos vegetais e nanotubos de carbono para sua utilização no tratamento de águas contaminadas com chumbo.
(002).A contaminação da água com metais tóxicos constitui um problema muito importante, principalmente quando está acima dos níveis permissíveis pelas normativas atualmente vigentes. Frequentemente, um grande número de espécies de metais tóxicos é inserido no meio aquático através de deposição atmosférica, rejeitos industriais, lixiviação de áreas de mineração e campos de cultivo.
(003) .Vários métodos convencionais têm sido utilizados no intuito de remover metais tóxicos de águas residuais, dentre os quais pode-se citar: precipitação química, coagulação, troca iônica, adsorção, osmose reversa e eletrodiálise. Embora eficazes no tratamento de águas com altas concentrações de metais, geralmente são caros e/ou ineficientes com baixas concentrações (1-100 mg L'1).
(004).0 método de adsorção tem se tornado uma atrativa alternativa para o tratamento de águas residuais, devido a sua eficiência e sua simplicidade. Além disso, é um método fortemente recomendado pela possível utilização de um grande número de adsorventes de baixo custo e altamente eficientes. Vários autores têm mostrado artigos de revisão em relação a adsorventes naturais econômicos para metais pesados, particular interesse tem a análise relatado por Lim e Aris que inclui além da capacidade de adsorção a integração na análise da “strength, “weakness”, opportunities” e “threat”(SWOT) na análise da potencial utilização de adsorventes de baixo custo. Uma classe de matéria prima natural tem apresentando um grande potencial como adsorvente, são eles os taninos vegetais.
(005).Existe particular interesse no desenvolvimento de vários tipos de resinas sintetizadas a partir de taninos vegetais no intuito de remover metais de água, mais estes taninos devem ser imobilizados para evitar a sua solubilização em água. A resina sintetizada apresentou afinidade para adsorção de metais tóxicos, tais como urânio, crômio, dentre outros. Em outro estudo, realizado por Romero et. al. foram sintetizadas resinas através da utilização de taninos imobilizados em quitina e
2/3 celulose, os quais foram introduzidos em colunas para adsorção de Tório, Neodímio e Cério, através do qual foi possível verificar que em um pH 5 houve uma separação seletiva de tório. Outros autores como Lima et. al. e Torres et. al. relatam a utilização de duas resinas de tanino imobilizado para a remoção de Cr(VI) e Hg(ll) e metilmercúrio respectivamente. Por outro lado, Miranda et. al. relata a utilização de uma resina de tanino na determinação de cobre usando a espectrometria de absorção atômica em linha e Santana et. al. relata a adsorção simultânea de Ce, Cu, Eu, Fe, Nd, Th e U, numa solução multielementar usando uma resina de tanino.
(006).Existem vários materiais utilizados na remoção de chumbo de águas residuais, inclusive o carvão ativado tem sido largamente utilizado. Em um estudo realizado por õzacar et. al., foi demonstrado um potencial interessante para remoção de chumbo em uma ampla faixa de concentração, utilizando uma resina sintetizada com tanino de Valonia, também relatado por Sengil e Õzacar [17] mostrando a biosorção competitiva de Pb(ll), Cu(ll) e Zn(ll) íons em solução aquosa. Por outro lado, Yurtsever e Sengil relatam a biosorção de Pb(ll) íons usando uma resina modificada de tanino de Quebracho. Foi estudado o mecanismo da adsorção de chumbo usando um adsorvente sintetizado a partir de tanino natural de mimosa. Todos estes trabalhos relatam uma capacidade de adsorção alta.
(007).0 Brasil possui uma produção importante a nível mundial de tanino de Mimosa, produzido pela empresa TANAC S.A. O tanino de Mimosa é classificado como condensado e resorcinólico e capaz de reagir com um aldeído que não possui hidrogênio na posição alfa numa reação de condensação semelhante à de fenolformaldeído.
(008).Outros trabalhos envolvendo a remoção de metais tóxicos reportam um potencial interessante da utilização da fibra do coco (Cocos nucífera L.) em consequência de sua eficiência, baixo custo e abundância. Souza et al. desenvolveu um estudo, onde foram colocados em contato, casca de coco e uma solução multielementar de metais tóxicos, onde observou-se uma boa porcentagem de remoção de chumbo. Outro trabalho relata as características de fibras vegetais contendo taninos vegetais, como casca de eucalipto, fibra de coco e resíduos da produção de cacau, e sua correlação com as propriedades de adsorção de íons de metais como Cu(ll) e Cd (II).
3/3 (009).Outro material que está sendo estudado como adsorvente de metais tóxicos são os nanotubos de carbono. Os nanotubos de carbono são materiais com grandes possibilidades de aplicações tecnológicas, dentre as quais pode se citar: captura de microorganismos e inibição dos mesmos, como carreadores de drogas e vacinas; em compósitos com polímeros e na remoção de metais pesados. De acordo com estudo realizado por Li et. al., os nanotubos de carbono possuem uma capacidade de adsorção excepcional e isso sugere que os mesmos podem ser bons adsorventes de íons de Pb2+, tendo grande potencial de aplicabilidade em proteção ambiental. Tem sido relatada a remoção de Pb(ll) a partir de uma solução aquosa por multicamadas de nanotubos de carbono. Particularmente interessante resultaram os estudos de adsorção de Pb(ll) por compósito de nanotubos de carbono com multicamadas obtido de bagaço o de cana de açúcar mostrando também uma boa capacidade de adsorção.
(010).0 processo de síntese e preparação de adsorvente para remoção de íons de Pb(ll) em águas a partir de tanino e nanotubos de carbono segue o roteiro segundo o fluxograma que se mostra na figura 1.
(011).A novidade da presente invenção contempla os aspectos da síntese, preparação e composição da formulação do adsorvente e as condições de utilização para o tratamento de águas contaminadas com chumbo.
1/3
Processo de preparação de adsorvente para remoção de íons de Pb(ll) em águas a partir de tanino e nanotubos de carbono

Claims (3)

  1. Reivindicações (001) 1. Processo de preparação de adsorvente para remoção de íons de Pb(ll) em águas a partir de tanino e nanotubos de carbono caracterizado por a reação de policondensação do tanino condensado resorcinólico de Mimosa e formaldeído em meio ácido, com a inserção de nanotubos de carbono e fibra de coco.
  2. 2/3 acondicionada a mistura de reação de tanino e formaldeído em meio ácido, e adicionadas as fibras de coco e os nanotubos de carbono conforme a reivindicação 5, a reação fica em repouso durante um tempo entre 18 e 24 horas.
    (007) 7. Processo de preparação de adsorvente para remoção de íons de Pb(ll) em águas a partir de tanino e nanotubos de carbono caracterizado por uma vez acondicionada a mistura de reação de tanino e formaldeído em meio ácido, adicionadas as fibras de coco e os nanotubos de carbono e passado o tempo de repouso conforme a reivindicação 6 a resina é secada em estufa a uma temperatura de 80 a 90°C, durante um tempo entre 2 e 4 horas.
    (008) 8. Processo de preparação de adsorvente para remoção de íons de Pb(ll) em águas a partir de tanino e nanotubos de carbono caracterizado por uma vez acondicionada a mistura de reação de tanino e formaldeído em meio ácido, adicionadas as fibras de coco e os nanotubos de carbono, passado o tempo de repouso e secado conforme a reivindicação 7, a resina e triturada com um moinho de facas e peneirada a um tamanho de partículas entre 1 e 2 mm.
    (009) 9. Processo de preparação de adsorvente para remoção de íons de Pb(ll) em águas a partir de tanino e nanotubos de carbono caracterizado por uma vez acondicionada a mistura de reação de tanino e formaldeído em meio ácido, adicionadas as fibras de coco e os nanotubos de carbono, passado o tempo de repouso, secado, triturada conforme a reivindicação 9, a resina é lavada com um volume de água deionizada entre 150 e 200 ml_/g.
    (0010)10. Processo de preparação de adsorvente para remoção de íons de Pb(ll) em águas a partir de tanino e nanotubos de carbono caracterizado por uma vez acondicionada a mistura de reação de tanino e formaldeído em meio ácido, adicionadas as fibras de coco e os nanotubos de carbono, passado o tempo de repouso, secado, trituração e lavagem a resina é secada em estufa a uma temperatura de 90 a 100°C, durante um tempo entre 2 e 3 horas e armazenada até sua utilização como adsorvente no tratamento de águas contaminadas com chumbo.
    (002) 2. Processo de preparação de adsorvente para remoção de íons de Pb(ll) em águas a partir de tanino e nanotubos de carbono caracterizado por uma massa de tanino de Mimosa entre 59 e 61 % e misturada com um volume de formaldeído, equivalente à uma massa entre 28 e 29 % a uma temperatura entre 27 e 30 °C e durante um tempo de 2 a 4 minutos.
    (003) 3. Processo de preparação de adsorvente para remoção de íons de Pb(II) em águas a partir de tanino e nanotubos de carbono caracterizado por uma vez iniciada a reação de tanino de Mimosa e formaldeído conforme a reivindicação 2, é adicionado uma proporção entre 2 e 4 % de ácido clorídrico até homogeneização.
    (004) 4. Processo de preparação de adsorvente para remoção de íons de Pb(ll) em águas a partir de tanino e nanotubos de carbono caracterizado por uma vez acondicionada a mistura de reação de tanino e formaldeído em meio ácido, conforme a reivindicação 3, são adicionadas entre 5 e 6 % de fibras de coco previamente lavada com água e secada e homogeneizada a mistura.
    (005) 5. Processo de preparação de adsorvente para remoção de íons de Pb(ll) em águas a partir de tanino e nanotubos de carbono caracterizado por uma vez acondicionada a mistura de reação de tanino e formaldeído em meio ácido, e adicionadas as fibras de coco conforme a reivindicação 4 é adicionada uma quantidade de nanotubos de carbono correspondente a uma proporção entre 3,2 e 4,5 %.
    (006) 6. Processo de preparação de adsorvente para remoção de íons de Pb(ll) em águas a partir de tanino e nanotubos de carbono caracterizado por uma vez
  3. 3/3 (0011)11. Processo de preparação de adsorvente para remoção de íons de Pb(ll) em águas a partir de tanino e nanotubos de carbono caracterizado por uma vez acondicionada a mistura de reação de tanino e formaldeído em meio ácido, adicionadas as fibras de coco e os nanotubos de carbono, passado o tempo de repouso, secado, trituração e lavagem a resina é secada em estufa a uma temperatura de 90 a 100°C, durante um tempo entre 2 e 3 horas, armazenada até sua utilização como adsorvente no tratamento de águas contaminadas com chumbo conforme a reivindicação 10, pode alcançar uma capacidade de adsorção superior a 14 mg/g com o pH das água entre 4 e 5.
    Processo de preparação de adsorvente para remoção de íons de Pb(ll) em águas a partir de tanino e nanotubos de carbono Desenho
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112023888A (zh) * 2020-08-21 2020-12-04 安徽农业大学 单宁酸-环糊精凝胶型吸附材料的制备方法、制得的吸附材料与应用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112023888A (zh) * 2020-08-21 2020-12-04 安徽农业大学 单宁酸-环糊精凝胶型吸附材料的制备方法、制得的吸附材料与应用
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