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Acesso aberto (Open Access)
Adsorção de ciprofloxacino e norfloxacino em solução aquosa por carvão ativado produzido a partir da casca do cupuaçu (theobroma grandiflorum)
(Universidade Federal do Pará, 2024-09-19) NASCIMENTO, Rafael Alves do; COSTA, Cristiane Maria Leal; http://lattes.cnpq.br/0581730621014796; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173; https://orcid.org/0000-0002-9534-9998
O uso extensivo de antibióticos tem causado diversas consequências negativas para o meio ambiente e a saúde humana. As fluoroquinolonas (FQs), presentes no ambiente aquático, são especialmente preocupantes. Este estudo investigou a remoção de ciprofloxacino (CIP) e norfloxacino (NOR) de soluções aquosas utilizando carvão ativado derivado da casca do cupuaçu (CAC), um adsorvente não convencional e de baixo custo. O CAC foi caracterizado fisico-quimicamente e os experimentos de adsorção seguiram o planejamento de BoxBehnken, avaliando os efeitos do tempo de contato, concentração de adsorvato e dosagem de adsorvente sobre a remoção e capacidade de adsorção de CIP e NOR. As condições ótimas do processo de adsorção foram determinadas pela função de desejabilidade, e sob essas condições foram realizados os experimentos cinéticos, isotérmicos e termodinâmicos de adsorção. O CAC apresentou um rendimento similar (50,22%) ao de outros carvões ativados com H3PO4, baixa umidade (4,81%) e cinzas (4,27%). Grupos funcionais ácidos foram identificados no CAC em maior quantidade (3,982 mg Eq/g) do que os básicos (0,092 mg Eq/g), e o pHPcz encontrado foi de 3,85. Uma alta área superficial foi quantificada (1335,66 m²/g), com volume e diâmetro médio de poros de 0,753 cm³/g e 2,206 nm, respectivamente. Devido às características zwiteriônicas de CIP e NOR, a adsorção foi mais eficiente em pH 5,0. Nessa condição, o CAC assume um caráter básico e como as moléculas de CIP e NOR estão predominantemente em suas formas catiônicas, a interação eletrostática é facilitada. As condições ótimas para a adsorção de CIP foram: tempo de 266,40 min, concentração de 192 mg/L e dosagem de 0,57 g/L; para NOR, 273,60 min, 186 mg/L e 0,55 g/L. O modelo de pseudo-segunda ordem (PSO) e o modelo de resistência à transferência de massa externa (EMTR) melhor ajustaram-se aos dados experimentais, indicando que a difusão de massa externa foi a etapa controladora da adsorção. O modelo de Langmuir indicou que a adsorção ocorreu em monocamada, com capacidades de adsorção de CIP de 6,02 mg/g e NOR de 5,70 mg/g. A análise termodinâmica revelou que a adsorção de CIP e NOR em CAC envolve predominantemente fisissorção. O mecanismo sugerido para a adsorção de CIP e NOR em CAC pode envolver forças eletrostáticas, interações π-π e ligações de hidrogênio. A regeneração do CAC foi mais eficaz com NaOH, mas após dois ciclos de utilização, a porcentagem de remoção de CIP e NOR diminui para menos de 50%. Assim, o CAC se mostrou um adsorvente eficaz e de baixo custo para a remoção de CIP e NOR, contribuindo também para o reaproveitamento da biomassa do cupuaçu
Acesso aberto (Open Access)
Adsorção monocomponente e binária de antiinflamatórios não esteroidais (Ibuprofeno e Diclofenaco) do meio aquoso por carvão ativado de resíduos da castanha-do-Brasil (Bertholletia excelsa H.B.K.)
(Universidade Federal do Pará, 2024-09-12) SILVA, João Paulo Sousa da; VIEIRA, Melissa Gurgel Adeodato; http://lattes.cnpq.br/6611289393148830; CARVALHO, Samira Maria Leão de; http://lattes.cnpq.br/6192858937057152
Os contaminantes emergentes (CEs) presentes em baixas concentrações têm causado danos aos corpos d'água. Este trabalho investigou a adsorção monocomponente e binária de ibuprofeno (IBU) e diclofenaco (DIC) sódicos utilizando carvão ativado (CA) produzido a partir de cascas da Castanha-do-Brasil. O processo de adsorção monocomponente de IBU e DIC por CA foi denominado de (CA_IBU e CA_DIC) e o processo de adsorção binária foi denominado de (CA_IBU+DIC). O CA foi sintetizado por ativação química utilizando ácido fosfórico (H3PO4) como agente ativador. O CA foi caracterizado por meio de análises físicas, químicas e texturais, incluindo umidade, cinzas, rendimento, Análise Termogravimétrica/ Análise Térmica Diferencial (ATG/ATD), Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IR), Microscopia eletrônica de Varredura/Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios X (MEV/EDS), pH de superfície, pH de ponto de carga zero (pHPCZ), titulação de Boehm e adsorção/dessorção de Nitrogênio (N2) a 77 K. O CA apresentou teores de umidade e cinzas de 8,62% e 4,2%, respectivamente. A análise de DRX confirmou o caráter amorfo do CA, enquanto as análises de FT-IR, pH de superfície e pH de ponto de carga zero (pHPCZ) indicaram seu caráter ácido. A área superficial específica (SBET) do CA foi de 1.383,624 m². g-1 , com predominância de microporos (VMIC=77,88%). A partir da análise do Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), as condições experimentais dos ensaios de cinética e equilíbrio de adsorção foram definidas para adsorção monocomponente: (i) IBU (pH = 6,1; concentração inicial do adsorbato, C0 = 50 mg.L -1 ; dosagem do adsorvente, DA = 0,5 g.L-1 ) e (ii) DIC (pH = 5,5; C0 =50 mg.L-1 ; DA = 0,5 g.L-1 ). No estudo de cinética de adsorção monocomponente, os modelos de pseudoprimeira ordem (PSO) e pseudossegunda ordem (PPO) resultaram nos melhores ajustes aos dados experimentais dos processos de adsorção CA_IBU e CA_DIC, respectivamente e a transferência de massa externa foi a etapa controladora dos processos. No estudo de equilíbrio de adsorção monocomponente, as isotermas de Langmuir, Freundlich, Sips, Dubinin-Radushkevich e Redlich-Peterson foram investigadas. Os modelos de Sips e Freundlich apresentaram as melhores correlações para CA_IBU e CA_DIC, respectivamente. Os parâmetros termodinâmicos calculados a partir das isotermas de adsorção, mostraram que para CA_IBU e CA_DIC os processos são espontâneos, favoráveis e exotérmicos. No DCCR, as condições experimentais dos ensaios de cinética e equilíbrio de adsorção binária foram definidas: (i) CA_IBU+DIC (C0IBU = 50 mg. L-1 ; C0DIC = 50 mg. L-1 ; DA= 0,5 g.L-1 ). A adsorção binária indicou, por meio do cálculo do parâmetro fator de separação, que a ordem de preferência de adsorção pelo adsorvente é IBU > DIC e a interação entre os adsorbatos foi antagônica. No processo de adsorção binária, o modelo PPO foi bem ajustado aos dados experimentais de cinética de IBU e DIC; os modelos cinéticos de difusão intrepartícula (DIP) e a Equação de Boyd foram correlacionados aos dados experimentais e a transferência de massa externa foi a etapa controladora dos processos de adsorção. As isotermas da adsorção binária (CA_IBU+DIC) em diferentes temperaturas (26 ºC, 45 ºC e 55 ºC) mostram pontos de inflexão e após esses pontos de inflexão, há um aumento dos valores de capacidade de adsorção do CA (qe). Os valores de qe da adsorção binária (CA_IBU+DIC) foram menores do que os valores de qe dos processos de adsorção monocomponente dos adsorbatos IBU e DIC. Os percentuais de redução dos valores de qe foram de aproximadamente 35% a 48% para IBU e cerca de 52% a 53% para DIC.
Acesso aberto (Open Access)
Aproveitamento de resíduos sólidos da mandiocaba (Manihot esculenta Crantz) para o desenvolvimento de bioadsorventes
(Universidade Federal do Pará, 2023-07-10) DIAS, Rafael Silva; MARTELLI, Marlice Cruz; http://lattes.cnpq.br/1213009262936026; BRASIL, Davi do Socorro Barros; http://lattes.cnpq.br/0931007460545219; https://orcid.org/0000-0002-1461-7306
A contaminação química da água por corantes decorrente do descarte de efluentes industriais desencadeou a necessidade de desenvolver tecnologias no intuito de remover tais poluentes. Ocorrendo naturalmente na região amazônica, a mandiocaba se difere com as demais variedades de mandioca por apresentar alta umidade e baixo rendimento em fécula. Como parte de um projeto sobre tecnologias com a mandiocaba, este estudo analisou as melhores condições para a produção de carvão ativado a partir dos resíduos sólidos de mandiocaba para a adsorção do corante azul de metileno. O planejamento experimental de Box-Behnken foi utilizado para determinar as condições ótimas de produção. Primeiramente foi realizada análise físico-química dos precursores, em seguida foram produzidas 30 amostras de carvão segundo o planejamento experimental. A quantidade máxima adsorvida e porcentagem de remoção foram determinadas nas condições de banho finito, na concentração de 120 mg/L e com 0,01 g de amostra de carvão. As melhores condições de temperatura, concentração de ácido e tempo de contato com calor foram observadas em 600 ºC, 25 % e 3 h para casca e 600 ºC, 10,2 % e 3 h para polpa. Estas amostras foram submetidas às análises físico-químicas e de caracterização morfológica por microscopia eletrônica de varredura e por infravermelho com transformada de Fourier. Para os testes de cinética de adsorção os modelos que melhor se ajustaram aos dados experimentais foram difusão intrapartícula para carvões de casca e polpa, e para os testes de equilíbrio de adsorção os modelos de Freundlich e Langmuir ajustaram melhor os dados experimentais para casca e polpa, respectivamente. A análise dos adsorventes revela menor concentração dos grupos funcionais, porém no adsorvente de polpa pode ser observada a perda de grupos funcionais relacionadas a grupos que contém oxigênio, o que pode ajudar a explicar a menor capacidade de adsorção observada para os adsorventes de polpa. Os carvões ativados produzidos dos resíduos sólidos das raízes da mandiocaba (polpa e casca) mostraram que, nas condições utilizadas neste trabalho, podem ser aplicados como bioadsorventes eficazes na remoção de azul de metileno em solução aquosa.
Acesso aberto (Open Access)
Interações de carvão ativado, fármacos e libidibia ferrea contra o vírus SARS-COV-2
(Universidade Federal do Pará, 2021-08-25) ARAÚJO, Herica Daniele Costa; CHAVES NETO, Antonio Maia de Jesus; http://lattes.cnpq.br/3507474637884699; https://orcid.org/0000-0002-9730-3512
As elevadas taxas de infecção e mortalidade da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2) ou infeção chamada COVID-19 tem causado severos impactos sócioeconômicos mundialmente. A transmissão ocorre basicamente pelo contato com fluidos corporais. Nas vias aéreas, por spray de gotículas e/ou aerossóis suspensos no ambiente e/ou depositados em superfícies. A eficácia do uso de máscaras eficientes na contenção do contágio é uma necessidade. O presente trabalho avaliou a capacidade de adsorção dos filtros contendo carvão ativado e carvão ativado modificado durante a nanofiltragem nas máscaras com maiores eficácias. As possíveis interações entre a proteína de pico e da membrana com o carvão ativado não modificado com oxigênio e o carvão ativado modificado com oxigênio foram avaliadas por docagem molecular e dinâmica molecular. Utilizou-se os softwares Autodock Vina 4.2.6 e AMBER 16 nas simulações. Resultados dos complexos formados entre ligante-receptor tiveram a energia de afinidade, o desvio quadrado médio da raiz (RMSD) e a energia livre de Gibbs de ligação avaliados. O carvão ativado modificado com oxigênio demostrou maior espontaneidade nas interações proteicas. E, outra frente de combate ao coronavírus foi abordada neste trabalho: o tratamento dos infectados, pois avaliou-se a ação inibitória dos princípios ativos de retrovirais conhecidos pela literatura, bem como novos compostos da flora brasileira docados com as proteínas de pico (S-pro), membrana (M-pro) e envelope (E-pro). Três fármacos (Colchicina, Nafamostato e Selinexor) e três compostos originados da Libidibia ferrea ou Caesalpinia ferrea (Ácido Elágico, Pauferrol A e Sitosterol) interagiram como ligantes. E, após a docagem, demonstrou-se graficamente as energias de afinidade mais favoráveis dos sítios ativos estabelecidos entre ligantes e receptores. A docagem foi realizada por meio do servidor SwissDock. As interações dos ligantes Pauferrol A e Colchicina com as proteínas contidas na superfície viral apresentaram destaque por estabelecerem melhores afinidades energéticas.
Acesso aberto (Open Access)
Obtenção e caracterização de carvão ativado de caroço de buriti (Mauritia flexuosa L. f.) para a avaliação do processo de adsorção de cobre (II)
(Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, 2013-03) PINTO, Marcos Vinicios de Souza; SILVA, Denilson Luz da; SARAIVA, Augusto Cesar Fonseca
Na região amazônica, algumas indústrias despejam cobre nos corpos receptores que, em elevadas concentrações, é tóxico para os seres vivos. A remoção de cobre de efluentes industriais é realizada por diversos processos como a adsorção. Neste trabalho mostrou-se o resultado da adsorção de cobre (II) em carvão ativado de caroço de buriti carbonizado a 400 °C e ativado a 900 °C. O carvão ativado foi caracterizado em termos de área específica, tamanho dos poros, densidades aparente e real, porosidade, microscopia eletrônica de varredura, conteúdo de cinzas, pH, umidade, carbono fixo e grupos funcionais de superfície. O estudo de equilíbrio de adsorção avaliou a influência do diâmetro das partículas do carvão, do tempo de contato adsorvente/adsorbato, do pH e da concentração inicial da solução de cobre (II) sobre a remoção de cobre (II). Com base nos resultados, concluiu-se que há uma maior eficiência de remoção de cobre (II) para diâmetro < 0,595 mm, tempo de contato de 300 minutos, pH 4,0 e concentrações iniciais de cobre (II) de 50 e 80 mg L-1. O modelo matemático de Langmuir foi o que melhor se ajustou aos dados de equilíbrio de adsorção. A partir do tempo de contato de 15 minutos todas as concentrações de equilíbrio ficaram abaixo do máximo permitido de 1,0 mg L-1 previsto pela legislação vigente para lançamento de efluentes em corpos receptores.