Chitosan/PVA hydrogels cross-linked with glutaraldehyde for dye adsorption

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2021-11-25T19:28:14Z No. of bitstreams: 1 Daniela_Savaris_2021.pdf: 1263568 bytes, checksum: 388e153b714448b9b55f6ed74d6e72f4 (MD5) Made available in DSpace on 2021-11-25T19:28:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniela_Savaris_2021.pdf: 1263568 bytes, checksum: 388e153b714448b9b55f6ed74d6e72f4 (MD5) Previous issue date: 2021-09-13 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Currently, one of the major environmental problems is found in emerging contaminants such as dyes from food and textile industries, due to the large volume of effluents discharged into the aquatic environment. Thus, the removal of dyes is paramount for all the problems that can be generated and the adsorption stands out due to its operational feasibility and technical simplicity in the remediation of the problem. The hydrogel that is a three-dimensional polymeric network and can be used as an adsorbent due to its characteristics, especially those synthesized by polysaccharides such as chitosan that is natural and renewable and in addition to combining with other polymers such as PVA, improving their mechanical properties. Thus, chitosan/PVA hydrogels were developed in different concentrations of acetic acid between 1.0 and 90 % to solubilize the chitosan, and cross-linked with glutaraldehyde in different concentrations to verify the adsorption capacity of these materials. The dye studied was erythrosine, and the hydrogel cross-linked with 1.0 % glutaraldehyde was used and a reduction of adsorption was observed as a function of time at different temperatures in the dye solution. Applying the mathematical kinetic models, at 25 and 35 ºC the best model was the pseudo first order model, which also fitted well to the hydrogel with 90% acetic acid at 25 ºC. For the study at 40 ºC it fit best the pseudo first and second order models. In the adsorption equilibrium study with hydrogel synthesized with 90 % acetic acid, the isotherms were applied and the model that best fitted was the Freundlich model. Atualmente, um dos grandes problemas ambientais se encontra em contaminantes emergentes como os corantes provenientes de indústrias alimentícias e têxteis, devido ao grande volume de efluentes despejado no ambiente aquático. Sendo assim, a remoção de corantes é primordial por todos os problemas que podem ser gerados e a adsorção destaca-se devido a sua viabilidade de operação e simplicidade técnica na remediação do problema. O hidrogel que é uma rede tridimensional polimérica e pode ser empregado como adsorvente devido às suas características, principalmente os sintetizados por polissacarídeos como a quitosana que é natural e renovável e além de combinar-se com outros polímeros como PVA, melhorando suas propriedades mecânicas. Deste modo, desenvolveu-se hidrogéis de quitosana/PVA em diferentes concentrações de ácido acético entre 1,0 e 90 % para solubilizar a quitosana, e reticulados com glutaraldeído em diferentes concentrações para verificar a capacidade de adsorção desses materiais. O corante estudado foi a eritrosina, e utilizou-se o hidrogel reticulado com 1,0 % de glutaraldeído e observou-se redução da adsorção em função do tempo em diferentes temperaturas em meio a solução do corante. Aplicando-se os modelos matemáticos cinéticos, nas temperaturas de 25 e 35 ºC o modelo que melhor se ajustou foi o de pseudo primeira ordem, que também se ajustou bem para o hidrogel com 90 % de ácido acético em 25 ºC. Para o estudo em 40 ºC adequou-se melhor nos modelos de pseudo primeira e segunda ordem. No estudo de equilíbrio de adsorção com hidrogel sintetizado com 90 % de ácido acético, aplicou-se as isotermas e o modelo que melhor se ajustou foi o de Freundlich.