Síntese e aplicação de sílica mesoporosa modificada com o ligante 4-amino-2-mercaptopirimidina na pré-concentração de Cd (II), Cu(II), Pb(II), Zn(II) e Ni(II) em amostras de águas naturais

Abstract

Metais constituem um dos poluentes que tem trazido grande preocupação ambiental atualmente, sendo necessário o desenvolvimento de técnicas para remoção destes de efluentes. Para tanto, materiais a base de sílica têm sido desenvolvidos para se realizar a extração em fase sólida deste tipo de poluente, devido a várias potenciais vantagens que estes materiais apresentam, como altas áreas superficiais específicas, estrutura ajustável de partículas e possibilidade de funcinalização. Portanto, o presente trabalho descreve a síntese de sílica mesoporosa utilizando Pluronic P123 como template para formação dos poros e a organofuncionalização do material com o lligante 4-amino-2-mercaptopirimidina, bem como sua posterior aplicação na remoção de Cu(II), Cd(II), Zn(II), Pb(II) e Ni(II) de meios aquosos. A sílica mesoporosa apresentou área superficial específica de 418 m2g1-1, e poros com diâmetro médio de 7,0 nm. Sua funcionalização foi constatada por espectroscopia vibracional em infravermelho, a qual indicou a presença de bandas de CH em 2955 e 2851 cm-1 e de C=C/C=N em 1588, 1512 e 1450 cm-1, após a funcionalização do material. Também foi realizada a análise elementar de N do mesmo, a qual forneceu um ancoramento de 0,1628 mmol de ligante por grama de sílica organofuncionalizada. O experimento cinético demonstrou que o material possui cinética lenta de adsorção para todas as espécies estudadas, e que seu processo adsorção apresenta maior tendência a ser descrita pelo modelo cinético de pesudo-segunda ordem. O pH mais adequado para ocorrência da adsorção dos íons demonstrou-se estar compreendido entre 5 e 6, em decorrência da menor concentração de íons hidrônicos no meio. Sob condições otimizadas de tempo e pH, foram determinadas as capacidades máximas de adsorção para...

Among pollutants, metals have become a great environmental problem nowadays, so it is very important to develop techniques to remove them from wastewaters. Silica based materials have been developed to perform the solid-phase extraction of such pollutants, due to many potential advantages these materials present such as high specific superficial area, adjustable particles structure and possibility of functionalization. In view of that, this work describes the synthesis of mesoporous silica using Pluronic P123 as pore template and its organofunctionalization with the ligand 4-amino-2-mercaptopyrimidine as well as its applications for the removal of Cu(II), Zn(II), Pb(II) and Ni(II) from aqueous media. The silica presented specific superficial area of 418m2g-1, and pores with average diameter of 7.0 nm. Its functionalization was verified through infrared vibrational spectroscopy, which indicated the presence of CH bands in 2955 and 2851 cm-1, and also of C=C/C=N bands in 1588, 1512 e 1450 cm-1 after the functionalization of the material. Elemental analysis was carried out, which allowed to calculate the amont of ligand coupled to the surface of the material, providing 0,1628 mmol of ligand per gram of organofuncitonalized silica. The kinetic experiments demonstrated that the material exhibits slow adsorption kinetics for all the studied species, and that its adsorption process can be described by the pseudo-second order Kinetic model. The optimum pH for the occurrence of the ions adsorption was found to be between 5 and 6, because of the lower hydronium concentration in the medium. Under optimized contact time and pH conditions. It was determined the maximum adsorption capacities for each metal species, obtaining 13,0 umol g-1 for Zn(II), 12,3 umol g-1 for Cu(II), 3,45 umol g-1 for Ni(II), 2,42 umol... (Complete abstract click electronic access below)