Produção e caracterização de quitosana imobilizada em substratos visando adsorção de ions metalicos

Abstract

À minha orientadora Prof. Dr. Marisa Masumi Beppu pela sábia orientação e paciência que possibilitaram um valioso aprendizado. Ao Prof. Dr. Rodrigo Silveira Vieira pela orientação e amizade durante a realização deste trabalho. Aos professores César C. Santana, Meuris G. C. da Silva e Sandra C. S. Rocha, por disponibilizarem seus laboratórios. Aos funcionários e técnicos de laboratório da FEQ: Kelly, Celso e Camila pela ajuda constante. Ao meu companheiro de vida, Diego Tresinari por me guiar nos momentos difíceis com paciência, amor e dedicação. Aos meus pais, Sueli e Carlos por terem me dado a possibilidade de chegar até aqui, sempre me incentivando e acreditando no meu futuro. A todos meus colegas do LEQUIP, LEA, LFS pelos ensinamentos valiosos que me auxiliaram na elaboração deste trabalho. Ao CNPq pelo suporte financeiro.vi "Palavra puxa palavra, uma idéia traz outra, e assim se faz um livro, um governo, ou uma revolução, alguns dizem que assim é que a natureza compôs as suas espécies." Machado de Assis vii ResumoA quitosana é um polímero natural muito estudado devido à sua boa capacidade adsorvente. A aplicação deste biopolímero para remoção de metais pesados tem sido estudada desde o início dos anos 1970 sendo que o número de trabalhos sobre este tema cresceu rapidamente desde então. No entanto, o uso da quitosana como adsorvente em maior escala enfrenta alguns obstáculos, devido à sua baixa resistência mecânica. Uma possível alternativa para melhorar aspectos mecânicos e que também contribui para uma melhor transferência de massa do adsorbato no adsorvente é a imobilização da quitosana em matrizes sólidas utilizando-se técnicas de recobrimento de partículas. Neste contexto, este trabalho visou investigar a imobilização da quitosana em substratos para a aplicação em sistemas de adsorção. Inicialmente foram testados como suporte para imobilização da quitosana vidro, polipropileno, borracha vulcanizada, porcelana e tecido de algodão. O substrato de vidro, utilizado na forma de esferas, apresentou melhor interação com a solução de recobrimento e características adequadas para aplicação em processos de adsorção. As esferas de vidro foram recobertas por diferentes métodos utilizando quitosana 2,5% (m/v) em solução de ácido acético 3% (v/v). O material recoberto foi utilizado em sistemas de adsorção em batelada e contínuo a fim de se analisar a capacidade de remoção de cobre pelo filme de quitosana. Dentre as diferentes técnicas de revestimento estudadas, o processo por "dip coating" obteve um revestimento homogêneo e apresentou boa aderência do filme ao substrato. A natureza da superfície a ser recoberta e a temperatura da solução de recobrimento foram variadas objetivando-se melhorar a fixação da camada de quitosana no suporte, sendo esta ultima variável a mais importante para as condições estudadas. As isotermas de adsorção indicaram um aumento na capacidade de adsorção com o aumento da temperatura na qual ocorre a adsorção. Os dados foram mais bem representados pela isoterma de Langmuir, indicando que o princ...