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http://hdl.handle.net/1843/43493| Type: | Dissertação |
| Title: | Preparação, caracterização físico-química e avaliação de nanoferritas-nióbio magnéticas para remoção de metais de águas superficiais e prospecção tecnológica |
| Authors: | Lida Liliana Arias Parra |
| First Advisor: | Ruben Dario Sinisterra Millán |
| First Referee: | Miriam Cristina Santos Amaral |
| Second Referee: | Luiz Carlos Alves de Oliveira |
| Abstract: | Nanopartículas magnéticas (MNPs) têm recebido especial interesse pelo amplo escopo de aplicações tecnológicas tais como nanoadsorventes magnéticos eficientes e de baixo custo para remoção de metais contaminantes na água. No presente trabalho, nanoferritas e nanoferritas nióbio foram sintetizadas pelo método de co-precipitação, caracterizadas e avaliadas como materiais nanoadsorventes na remoção de íons metálicos de Pb+2, Fe+3, Al+3, Mn+2 de soluções aquosas e em condições reais com água do Rio Doce. Foi realizado um estudo de prospecção tecnológica da tecnologia com o uso das nanopartículas de ferritas nióbio em aplicações de remoção de metais na água com o fim de avaliar a maturidade da tecnologia quando comparado com os outros nanoadsorventes magnéticos e encontrou-se que o nanomaterial não tem alto grau de maturidade, porém a novidade do material na remoção de metais na água. As nanopartículas preparadas foram caracterizadas por FTIR, DRS, medições de tamanho e potencial zeta, fluorescência de raios X por reflexão total – TXRF, espectroscopia raman, difração de raios X, termogravimetria, microscopias de transmissão e varredura TEM e MEV, medidas de magnetização, espectroscopia de ressonância paramagnética electrónica - EPR, espectroscopia Mössbauer e análise de adsorção gasosa de Nitrogênio. Os resultados mostraram partículas magnéticas de dimensões nanométricas, morfologias esféricas variáveis com diâmetros entre 3 e 20 nm e comportamento superparamagnético a temperatura ambiente. O recobrimento com citrato e β-ciclodextrina, mostrou uma diminuição na agregação das nanopartículas. Os resultados de adsorção de metais, mostraram a remoção de 100% dos íons de Pb+2 e de 63% dois íons de Fe+3 em solução aquosa. A prova de conceito feita com a água do Rio Doce, mostra a remoção de 74,8% de íons de Mn+2 e 38,9% de íons de Pb+2. Em função dos resultados obtidos nesse trabalho, concluiu-se que as nanoferritas de nióbio apresentam um grande potencial tecnológico como material magnético nanoadsorvente de alta eficiência na remoção de íons como Pb+2, Fe+3 e Mn+2 de águas contaminadas. |
| Abstract: | Magnetic nanoparticles (MNPs) have received special interest due a wide range of technological applications, including efficient and low-cost magnetic nanoadsorbents for the removal of contaminating metals in water. In the present work, nanoferrites and niobium nanoferrites were synthesized by co-precipitation method, characterized, and evaluated as nanoadsorbent materials in the removal of Pb+2, Fe+3, Al+3, Mn+2 metal ions from aqueous solutions and under real-world conditions with water from the Rio Doce. The use of niobium ferrite nanoparticles in metal removal applications in water were compared to other magnetic nanoadsorbents to assess the maturity of the technology, and it was discovered that the nanomaterial lacks technological maturity, nevertheless the novelty of the material is metal removal in water. To characterize the nanoparticles, researchers used FTIR, DRS, size and zeta potential measurements, total reflection X-ray fluorescence - TXRF, Raman spectroscopy, X-ray diffraction, thermogravimetry, transmission and scanning microscopy TEM and SEM, magnetization measurements, electron paramagnetic resonance spectroscopy - EPR, Mössbauer spectroscopy, and nitrogen gas adsorption analysis. The findings revealed magnetic particles with nanometric dimensions, variable spherical morphologies with diameters ranging from 3 to 20 nm, and superparamagnetic behavior at room temperature. The aggregation of nanoparticles was reduced when they were coated with citrate and β-cyclodextrin. The metal adsorption results showed that 100% of Pb+2 ions and 63% of two Fe+3 ions were removed in aqueous solution, The proof of concept using Rio Doce water demonstrate the removal of 74.8% of Mn+2 ions and 38.9% of Pb+2 ions. According to the result of this research, niobium nanoferrites have significant technological potential as a high efficiency nanoadsorbent magnetic material for removing ions such as Pb+2, Fe+3, and Mn+2 from contaminated water. |
| Subject: | Inovações tecnológicas Nanopartículas Ferritas Nióbio Propriedades magnéticas Metais pesados Água Purificação Adsorção Íons metálicos Prospecção |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Inovação Tecnológica e Biofarmacêutica |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/43493 |
| Issue Date: | 25-Feb-2022 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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