Influência da presença do surfactante nos mesoporos da MCM-41 no processo de adsorção de antibióticos
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Data
2023-10-16
Autores
Silva, Beatriz Regina de [UNIFESP]
Orientadores
Felisbino, Romilda Fernandes [UNIFESP]
Tipo
Trabalho de conclusão de curso de graduação
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Resumo
A presença de antibiótico em baixas quantidades em meios hídricos provoca a modificação genética das bactérias, gerando as denominadas superbactérias. Esse fato se torna um problema de saúde pública porque leva à necessidade de tratamento com antibióticos de alto custo. A família das tetraciclinas é um antibiótico amplamente utilizado que gera muitos resíduos devido a sua baixa metabolização. Existem diversos processos químicos e físicos para remoção destes micropoluentes, como a oxidação química, troca iônica, biodegradação, as técnicas de adsorção e extração por membrana, etc. O processo de adsorção é um método bastante eficaz na remoção de poluentes presentes em baixas concentrações, além disso, apresenta a vantagem de baixo custo e fácil operação. Assim, este trabalho tem como objetivo estudar as influências da presença do surfactante brometo de hexadeciltrimetilamônio (CTMABr) nos mesoporos da sílica mesoporosa Al-MCM-41 na adsorção do cloreto de tetraciclina (TC). A sílica Al-MCM-41 sintetizada com Si/Al de 10,5 foi caracterizada por DRX, fisissorção de N2, Espectroscopia de absorção na região do IV, termogravimetria (TG/DTG) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Os experimentos de adsorção foram realizados em batelada e as concentrações de TC foram analisadas por espectrofotometria de UV-Vis. Os resultados mostram que o sólido com a presença do surfactante nos mesoporos apresenta boa capacidade de adsorção de TC e o modelo de pseudo-segunda-ordem e de Freundlich se ajustaram melhor aos dados experimentais. Os parâmetros termodinâmicos mostram que o processo é espontâneo à temperatura ambiente, exotérmico e apresenta uma fraca interação da tetraciclina com a superfície do adsorvente.
The presence of antibiotics in low quantities in water sources leads to genetic modification of bacteria, giving rise to the so-called superbugs. This fact becomes a public health issue as it necessitates costly antibiotic treatments. Tetracycline family is a widely used antibiotic that generates substantial waste due to its low metabolism. Various chemical and physical processes, such as chemical oxidation, ion exchange, biodegradation, adsorption techniques, and membrane extraction, exist for removing these micropollutants. Adsorption is a highly effective method for removing pollutants present in low concentrations, offering the advantages of low cost and easy operation. Therefore, this study aims to investigate the influences of the presence of the surfactant hexadecyltrimethylammonium bromide (CTMABr) in the mesopores of Al-MCM-41 mesoporous silica on the adsorption of tetracycline chloride (TC). The silica Al-MCM-41 synthesized with Si/Al ratio of 10.5 was characterized by XRD, N2 physisorption, FTIR spectroscopy, thermogravimetry (TG/DTG), and Transmission Electron Microscopy (TEM). Batch adsorption experiments were conducted, and TC concentrations were analyzed by UV-Vis spectrophotometry. The results indicate that the solid with surfactant in the mesopores exhibits good TC adsorption capacity and the pseudo-second-order and Freundlich models fit better to experimental data. The process is spontaneous at room temperature, exothermic, and shows weak interaction of the adsorbate with the adsorbent surface.
The presence of antibiotics in low quantities in water sources leads to genetic modification of bacteria, giving rise to the so-called superbugs. This fact becomes a public health issue as it necessitates costly antibiotic treatments. Tetracycline family is a widely used antibiotic that generates substantial waste due to its low metabolism. Various chemical and physical processes, such as chemical oxidation, ion exchange, biodegradation, adsorption techniques, and membrane extraction, exist for removing these micropollutants. Adsorption is a highly effective method for removing pollutants present in low concentrations, offering the advantages of low cost and easy operation. Therefore, this study aims to investigate the influences of the presence of the surfactant hexadecyltrimethylammonium bromide (CTMABr) in the mesopores of Al-MCM-41 mesoporous silica on the adsorption of tetracycline chloride (TC). The silica Al-MCM-41 synthesized with Si/Al ratio of 10.5 was characterized by XRD, N2 physisorption, FTIR spectroscopy, thermogravimetry (TG/DTG), and Transmission Electron Microscopy (TEM). Batch adsorption experiments were conducted, and TC concentrations were analyzed by UV-Vis spectrophotometry. The results indicate that the solid with surfactant in the mesopores exhibits good TC adsorption capacity and the pseudo-second-order and Freundlich models fit better to experimental data. The process is spontaneous at room temperature, exothermic, and shows weak interaction of the adsorbate with the adsorbent surface.
Descrição
Citação
SILVA, Beatriz Regina de Souza. Influência da presença do surfactante nos mesoporos da MCM-41 no processo de adsorção de antibióticos. 2023