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Oct 09, 2023

Síntese de gelatina@óxido de grafeno inovador e sustentável

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 5347 (2023) Citar este artigo 624 Acessos 2 Detalhes de métricas altmétricas A maioria dos corantes e materiais corantes são categorizados principalmente como perigosos

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 5347 (2023) Citar este artigo

624 acessos

2 Altmétrico

Detalhes das métricas

A maioria dos corantes e materiais corantes são categorizados principalmente como poluentes perigosos em efluentes de água devido à sua natureza como não biodegradáveis, altamente tóxicos e extremamente cancerígenos. Por esta razão, a erradicação rápida e eficiente dos corantes residuais das águas residuais antes da descarga nos cursos de água deve ser conseguida através de uma abordagem aceitável como técnica de adsorção. Portanto, o presente estudo tem como objetivo e se dedica a sintetizar um novo nanobiossorvente a partir de três constituintes diferentes, gelatina (Gel) como produto natural sustentável, óxido de grafeno (GO) como exemplo de material carbonáceo altamente estável e silicato de zircônio (ZrSiO4) como um exemplo de óxidos metálicos combinados para a formação de Gel@GO-F-ZrSiO4@Gel usando formaldeído (F) como reagente de reticulação. Várias técnicas de caracterização como FT-IR foram empregadas para identificar as funcionalidades reativas de superfície incorporadas em Gel@GO-F-ZrSiO4@Gel como –OH, =NH, –NH2, –COOH e C=O, etc. e tamanho de Gel@GO-F-ZrSiO4@Gel foram confirmados a partir das análises SEM e TEM fornecendo 15,75-32,79 nm. A área superficial foi determinada pelo BET e correspondeu a 219,46 m2 g-1. A remoção biossortiva do poluente fucsina básica (BF) como exemplo de um corante amplamente aplicável em diversas atividades foi monitorada e otimizada sob a influência do pH (2–10), tempo de reação (1–30 min), concentração inicial do poluente BF (5 –100 mg L−1), dosagem de nanobiossorvente (5–60 mg), temperatura (30–60 °C) e íons interferentes. Os valores máximos de remoção biossortiva do corante BF foram estabelecidos como 96,0 e 95,2% usando 5 e 10 mg L-1, respectivamente, na condição recomendada de pH 7. Os parâmetros termodinâmicos demonstraram que a adsorção do corante BF no Gel@GO-F-ZrSiO4@Gel ocorreu via reação espontânea e endotérmica. A quimissorção é o mecanismo de adsorção predominante, formando multicamadas sobre uma superfície não homogênea, de acordo com a hipótese do modelo de Freundlich. A aplicabilidade do Gel@GO-F-ZrSiO4@Gel otimizado na remoção biossortiva do poluente BF de amostras reais de água foi realizada com sucesso pela técnica em lote. Assim, este estudo mostra claramente que Gel@GO-F-ZrSiO4@Gel exibiu influências significativas na remediação de efluentes industriais contendo poluente BF com eficiência superior.

A poluição ambiental é bem conhecida e documentada como um assunto sério e de grande preocupação global1. Portanto, a poluição da água é classificada como um dos temas que atraiu um número significativo de pesquisas devido ao seu grande efeito e impacto na vida de humanos, animais e plantas2. A poluição da água é geralmente causada por águas residuais que contêm um grande número de poluentes de diferentes origens, incluindo objectos sólidos e líquidos3, poluentes químicos e biológicos4, metais pesados ​​tóxicos e isótopos radioactivos5, materiais orgânicos e inorgânicos6, bem como outros tipos de contaminação7. A contaminação da água com poluentes orgânicos pode ser produzida a partir de substâncias húmicas8, derivados fenólicos9, resíduos de petróleo10, surfactantes11, pesticidas12, fertilizantes13, produtos farmacêuticos14 e corantes, bem como outros contaminantes orgânicos15. Devido à elevada produção mundial anual de corantes (cerca de 1.000.000 de toneladas) para aplicação em vários campos industriais importantes, como os setores cosmético, de curtumes, têxtil, alimentar e medicinal, uma grande quantidade de corantes de águas residuais contaminadas é geralmente descartada sem tratamento prévio em cursos d’água16. Foi relatado que o sector têxtil desempenha um papel pertinente na descarga anual de mais de 7,5 toneladas para o sistema de água17. A maioria dos materiais corantes e corantes são conhecidos principalmente como poluentes perigosos devido à sua natureza, tendo em conta a não biodegradabilidade e a elevada toxicidade e carcinogenicidade devido à presença de benzidina, fenileno e porções azo18. Doravante, devem ser pesquisadas e regulamentadas metodologias adequadas para a erradicação rápida e aceitável dos corantes residuais das águas residuais antes da sua descarga nos cursos de água e nos recursos19.