Síntese e caracterização de nanopartículas de ferro-zero valente (NZVI) aplicadas ao tratamento de águas contaminadas com 4-clorofenol

Abstract

No presente trabalho, foi proposto a síntese de nanopartículas de ferro zero valente nZVI e o uso da carboximetilcelulose na preparação dos compósitos híbridos, CnZVI uma vez que esta tem baixa toxicidade e é ambientalmente benigna, também buscou-se comparar os materiais sintetizados com uma amostra comercialmente disponível. A síntese das nZVI foi realizada pelo método de redução por boroidreto de sódio, com e sem presença de CMC (carboximetilcelulose). Como as nZVI são altamente instáveis, a ausência do contato com o ar atmosférico foi minimizada tanto quanto possível, sendo a lavagem procedida mediante uso de etanol, acetona e água. A caracterização das amostras foi realizada por DRX, Difração a laser, MET e MEV. Os resultados do DRX demonstraram uma estrutura mais cristalina da amostra comercial frente às sintetizadas, enquanto que as nZVI sintetizadas sem CMC mostraram o predomínio de micropartículas, que poderiam estar agregadas. A microscopia indicou semelhança entre a amostra comercial e sintetizada e verificou-se uma melhora na dispersão do material com o uso do surfactante. Os resultados da remediação do 4-clorofenol demonstraram ser um processo lento e com baixa taxa de degradação, porém o compósito CnZVI e a amostra comercial nanofer25S que são sintetizadas com o uso de surfactantes, resultaram em maiores taxas de degradação, 25% e 53% respectivamente possivelmente pela sua melhor dispersão em água.

Abstract : In this paper, the synthesis of zero valent iron nanoparticles nZVI and the use of carboxymethyl cellulose in the preparation of hybrid composites, CnZVI was proposed since it has low toxicity and is environmentally benign, also sought to compare the materials synthesized with a sample commercially available. The synthesis of nZVI was performed by the method of reduction with sodium borohydride, with or without the presence of CMC (carboxymethylcellulose). As nZVI are highly unstable in the absence of contact with the atmospheric air is minimized as much as possible, being preceded by cleaning using ethanol, acetone and water. The characterization of the samples was carried out by XRD, laser diffraction, TEM and SEM. The results of the XRD showed a more crystalline structure of the sample synthesized trade front, while the nZVI synthesized without CMC showed the predominance of microparticles, which could be aggregated. Microscopy showed similarity between the synthesized and commercial sample and there was an improvement in material dispersion using the surfactant. The results of remediation 4-chlorophenol shown to be a slow and low rate of degradation process, but the composite CnZVI and commercial sample nanofer25S that are synthesized with the use of surfactants resulted in increased degradation rates, 25% and 53% respectively possibly for its better dispersion in water.