Mercerização e modificação química de celulose e bagaço de cana-de-açúcar com anidrido succínico e trietilenotetramina: Preparação de novos materiais quelantes para a adsorção de Pb (II), Cd (II), Cr (VI) e Cu (II)

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

A celulose e o bagaço de cana-de-açúcar foram usados na preparação de novos materiais quelantes para a adsorção de metais pesados. Foram realizadas modificações físicas e químicas nesses biopolímeros com o objetivo de preparar materiais para adsorver metais pesados como o chumbo, o cádmio, o cobre e o cromo. Essas modificações incluem a mercerização da celulose e do bagaço de cana-de-açúcar e o tratamento dos materiais não mercerizados e mercerizados com anidrido succínico para a introdução de funções ácido carboxílico. Em seguida essas funções ácidas foram modificadas com trietilenotetramina, um ligante polidentado, para o ancoramento de grupos amina nos materiais. Esses grupos amina foram quaternizados usando iodeto de metila para a obtenção de grupos amônio quaternários. Os efeitos da mercerização foram avaliados pelas técnicas de difração de raios-X, FTIR e TGA-DTA. Os materiais obtidos pelas modificações químicas foram caracterizados por FTIR, TGA-DTA e análise elementar de C, H e N. Os ganhos de massa e as concentrações de funções ácidas e básicas introduzidas foram calculados. A celulose e o bagaço de cana mercerizados succinilados apresentaram em relação à celulose e o bagaço de cana não mercerizados succinilados um aumento de 7,1 e 12,1% no ganho de massa e de 0,4 e 0,2 mmol/g na concentração de funções ácido carboxílico respectivamente. A celulose e o bagaço de cana mercerizados succinilados modificados com trietilenotetramina apresentaram em relação à celulose e o bagaço de cana não mercerizados succinilados modificados com trietilenotetramina um aumento de 13,7 e 5,1% no ganho de massa e de 0,8 e 0,3 mmol/g na concentração de funções amina respectivamente. Um dos materiais contendo grupos amina foi quaternizado visando a preparação de um material contendo grupos amônio quaternários capazes de realizar troca-aniônica. Os materiais quelantes obtidos foram usados em estudos de adsorção e suas capacidades máximas de adsorção foram avaliadas pelo modelo de Langmuir e comparadas. A celulose e o bagaço de cana mercerizados succinilados apresentaram em relação à celulose e o bagaço de cana não mercerizados succinilados um aumento na capacidade de adsorção de 32,6 e 83,3 mg/g de Pb2+, 16,3 e 43,6 mg/g de Cd2+, 17,5 e zero mg/g de Cu2+ respectivamente, o que comprova a eficiência da mercerização na preparação de materiais com maior poder de adsorção.

ASSUNTO(S)

celulose, bagaço de cana, mercerização, succinilação, modificação química, anidrido succínico, trietilenotetramina, quaternização, iodeto de metila, adsorção, metais pesados e oxiânions. cellulose, sugarcane bagasse, mercerization, succinylation, chemical modification, succinic anhydride, triethylenetetramine, quaternization, methyl iodide, adsorption, heavy metals and oxyanions. saneamento ambiental

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