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Uma das ciências que vem se destacando nos últimos anos é visivelmente a nanociência. Muitas informações são disponíveis sobre seu campo de estudo, porém inúmeras questões ainda devem ser levantadas para sua compreensão adequada, principalmente sobre as mudanças de propriedades que os elementos na escala nanométrica sofrem (nanomateriais). Não se sabe com precisão os riscos sanitários e ambientais que estes materiais emergentes podem apresentar no longo prazo, sendo assim, este trabalho insere-se neste contexto com o objetivo de desenvolver uma via de tratamento de nanopartículas, inicialmente nanopartículas de prata devido a sua notável utilização recente na indústria e ao seu potencial poder inibidor aos microrganismos responsáveis pelo tratamento biológico em estações de tratamento. Em uma visão global este trabalho buscou como objetivo desenvolver distintas vias de síntese de nanopartículas de prata a fim de simular um efluente industrial hipotético, com suas características particulares, e determinar as condições de otimização de um processo de tratamento por eletrocoagulação (EC). A eletrocoagulação é um processo que consiste, por dissolução de um ânodo solúvel, na criação de flocos de um hidróxido metálico em um efluente à tratar. Esta tecnologia apresenta, dentre outras vantagens, uma característica principal no que se refere à eliminação de pequenas partículas coloidais, ou seja, sua capacidade em coagulação é mais eficiente, em comparação com a coagulação tradicional, devido ao campo elétrico aplicado no processo. Para obter uma quantidade suficiente de nanopartículas em solução para os ensaios de eletrocoagulação e simular um efluente hipotético com diferentes características físico-químicas, quatro diferentes vias de síntese de nanopartículas de prata foram desenvolvidas em um primeiro momento. As nanopartículas sintetizadas foram caracterizadas por espectroscopia UV-Visível, microscopia eletrônica de varredura, espectrometria de dispersão de energia, difusão dinâmica da luz, potencial Zeta, pH, condutividade e turbidez. Duas vias de síntese com citrato de sódio como agente estabilizante foram estudadas; na primeira situação (via A), a fonte de ions de prata escolhida foi o nitrato de prata (assim como para todas as quatro vias sintéticas) e o citrato de sódio exerceu simultaneamente a função de agente redutor e agente estabilizante; enquanto que a segunda via (via B) estudada utilizou o borohidreto de sódio como agente redutor; a terceira via (via C) desenvolvida utilizou um monossacarídeo como agente redutor, a D-glucose, e o pirofosfato de sódio como agente estabilizante; a quarta via (via D), uma via original, foi desenvolvida utilizando o pirofosfato de sódio como agente estabilizante e o borohidreto de sódio como agente redutor. A eficiência da EC foi, num primeiro momento, estudada sobre as diferentes soluções sintetizadas, em seguida a interferência das características físico-químicas dos reagentes utilizados foi estimada sobre o tratamento. Para a via A, após 85 minutos de tratamento foi possível observar uma diminuição significativa do pico de ressonância plasmônica da amostra, o que traduz uma redução em massa de nanopartículas de 98,6%. No que diz respeito a via B, em 12 minutos de EC os resultados em absorbância já atingiam o limite de detecção do aparelho de medição, indicando uma redução mínima de 99,9% de nanopartículas em solução. Durante 4 minutos de tratamento sobre a via C, as intensidades de absorbância atingiram novamente o limite de detecção para identificar a concentração de nanopartículas em solução, indicando uma redução mínima de 99,8%. No que se refere a ultima via, após 10 minutos de tratamento, foi observado uma redução mínima de 99,9% em nanopartículas de prata. Destes resultados foi possível observar que as soluções contendo citrato aumentaram consideravelmente os tempos necessários para a eliminação de nanopartículas de prata do efluente sintetizado, enquanto que soluções livres deste reagente, e em presença de D-glucose, mostraram melhores resultados sobre a formação de flocos, e por consequência o melhor cenário de tratamento. Desta forma, conclui-se que a eliminação de nanopartículas de prata de efluentes é possível e que a problemática do tratamento por EC, em termos de eficiência e rendimento, diz respeito diretamente às características físico-químicas do meio o qual elas estão inseridas, e não somente à suspensão coloidal. |
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