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dc.contributor.advisor1Rubén Dario Sinisterra Millánpt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0569614713880200pt_BR
dc.contributor.referee1Marcelo Gomes Spezialipt_BR
dc.contributor.referee2Glaura Goulart Silvapt_BR
dc.creatorDaniel Andrés Grajales Ruizpt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9665253599742743pt_BR
dc.date.accessioned2022-08-31T19:11:55Z-
dc.date.available2022-08-31T19:11:55Z-
dc.date.issued2022-03-04-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/44778-
dc.description.abstractOne of the most pressing global concerns is the availability of clean water. Large-scale human, industrial and agricultural activities, as well as disasters such as the rupture of dams in Brumadinho and Mariana, have contaminated water with metals. One of the alternatives for the process of adsorption of metals is the use of carbonaceous nanomaterials. In this work, it was proposed the use of carbon nanotubes and graphene oxide to remove metals from the water source and give an alternative proposal to the study of a population solution focusing on the metallic ions Pb2+, Fe3+, Al3+ and Mn2+. Technological prospecting made it possible to identify the impact and scientific and technological relevance of the use and development of carbonaceous nanomaterials in the area of environmental remediation, in addition to identifying the TRL 3 maturity level according to the scale proposed by the Technische Universitat Berlin for the chemical industry. In the present study, 6 carbon nanomaterials were used, highlighting carbon nanotubes and graphene oxide with a high degree of functionalization. The materials were physicochemically characterized by measurements of particle size and Zeta potential, surface area, thermogravimetry, infrared absorption spectroscopy - FTIR, Raman spectroscopy, transmission and scanning microscopy TEM and SEM and X-ray fluorescence by total reflection - TXRF. Preliminary analysis of adsorption of metals in batch allowed the selection of multi-layer carbon nanotubes with oxidation treatment for 50 minutes (MWCNT-O50), due to having presented the best performance among all carbon nanomaterials studied, with 56% of adsorption of Fe3+ and the 65% of adsorption of Pb2+ according to the readings made by atomic absorption. During the proof of concept of MWCNT-O50 was performed using Rio Doce water enriched with the metals of interest and found adsorption of 89% of Pb2+ ions, 66% of Fe3+ ions, 36% of Mn2+ ions from the aqueous matrix The analysis of the metallic ions mixed in the proposed matrix showed a decrease in the adsorption of metals, being 72% in the case of the Pb2+ ion, 53% of the Fe3+ ion and 12% of the Mn2+ ion. The previous results indicate the potential use of MWCNT-O50 for the removal of Pb2+ ions and Fe3+ ions from the matrices, presenting themselves as versatile materials alternatives with a promising future in the area of water treatment.pt_BR
dc.description.resumoUma das preocupações globais mais prementes é a disponibilidade de água potável. As atividades humanas, industriais e agrícolas em grande escala, bem como desastres como a ruptura das barragens em Brumadinho e Mariana têm contaminado a água com metais. Uma das alternativas para o processo de adsorção de metais são os nanomateriais carbonosos. Neste trabalho, foi proposto o uso de nanotubos de carbono e óxido de grafeno para remover os metais da fonte hídrica e dar uma proposta alternativa ao estudo de uma solução para população focando nos íons metálicos Pb2+, Fe3+, Al3+ e Mn2+. A prospecção tecnológica permitiu identificar o impacto e a relevância científica e tecnológica do uso e desenvolvimento de nanomateriais carbonáceos na área de remediação ambiental, além de identificar o nível de maturidade TRL 3 de acordo com a escala proposta pela Technische Universitat Berlin para a indústria química. No presente estudo foram utilizados 6 nanomateriais de carbono, destacando-se os nanotubos de carbono e o óxido de grafeno com alto grau de funcionalização. Os materiais foram caracterizados físico-químicamente por medições de tamanho da partícula e potencial Zeta, área superficial, termogravimetria, espectroscopia de absorção no infravermelho – FTIR, espectroscopia Raman, microscopias de transmissão e varredura TEM e MEV e fluorescência de raios X por reflexão total – TXRF. Análises preliminares de adsorção de metais em batch permitiram selecionar os nanotubos de carbono de camada múltipla com tratamento de oxidação durante 50 minutos (MWCNT-O50), devido a ter apresentado o melhor desempenho entre todos os nanomateriais carbonosos estudados, sendo do 56% de adsorção de Fe3+ e o 65% de adsorção de Pb2+ conforme as leituras feitas por absorção atômica. A prova de conceito dos MWCNT-O50 foi realizada usando a água do rio Doce enriquecida com os metais de interesse e encontrou-se uma adsorção de 89% de íons Pb2+, 66% de íons Fe3+, 36% de íons Mn2+ da matriz aquosa. A análise dos íons metálicos misturados na matriz proposta mostrou diminuição na adsorção dos metais sendo 72% no caso do íon Pb2+, 53% do íon Fe3+ e 12% do íon Mn2+. Os resultados anteriores indicam o potencial uso de MWCNT-O50 para a remoção de íons Pb2+ e íons Fe3+ das matrizes, se apresentando como alternativas de materiais versáteis e com futuro promissor na área do tratamento de água.pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Inovação Tecnológica e Biofarmacêuticapt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectNanotubos de carbonopt_BR
dc.subjectÓxido de grafenopt_BR
dc.subjectMetais pesadospt_BR
dc.subjectRemoção de metaispt_BR
dc.subjectCaracterização físico-quimicapt_BR
dc.subjectAnálise tecnológicapt_BR
dc.subjectCarbon nanotubespt_BR
dc.subjectGraphene oxidept_BR
dc.subjectHeavy metalspt_BR
dc.subjectAdsorption of metalspt_BR
dc.subjectPhysicochemical characterizationpt_BR
dc.subjectTechnological analysispt_BR
dc.subject.otherInovações tecnológicaspt_BR
dc.subject.otherNanotubos de carbonopt_BR
dc.subject.otherÓxidospt_BR
dc.subject.otherMetais pesadospt_BR
dc.subject.otherÁguas residuaispt_BR
dc.subject.otherPurificaçãopt_BR
dc.subject.otherOxidaçãopt_BR
dc.subject.otherÁguapt_BR
dc.subject.otherAdsorçãopt_BR
dc.subject.otherÍons metálicospt_BR
dc.titleNanotubos de carbono e óxido de grafeno para a remoção de metais dissolvidos das águas contaminadaspt_BR
dc.title.alternativeCarbon nanotubes and graphene oxide for removing dissolved metals from contaminated waterpt_BR
dc.title.alternativeNanotubos de carbono e óxido de grafeno para a remoção de metais dissolvidos nas águas contaminadaspt_BR
dc.title.alternativeNanotubos de carbono e óxido de grafeno para a remoção de metais dissolvidos de águas contaminadaspt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-6233-3036pt_BR
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