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NANOTUBOS DE CARBONO E ÁCIDO HÚMICO: MODIFICAÇÃO MECANOQUÍMICA, CARACTERIZAÇÃO E ECOTOXICIDADE AQUÁTICA

FRANCINE COA.
Tese em Português | VETTESES | ID: vtt-208724

Resumo

Nanomateriais de carbono são materiais promissores para diversas aplicações industriais, médicas e ambientais, visto que apresentam inéditas propriedades físico-químicas. Todavia, a superfície hidrofóbica destes materiais impede sua dispersão em meios aquosos e interação com sistemas biológicos, dificultando sua aplicação. Neste sentido, procedimentos de oxidação química são comumente aplicados a estes materiais a fim de reduzir sua hidrofobicidade. Todavia, nestes processos são utilizados reagentes químicos oxidantes fortes e altas temperaturas, potencializando a ocorrência de acidentes ocupacionais e ambientais. Neste trabalho, um método mecanoquímico ecologicamente amigável foi proposto para modificar nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPM) com ácido húmico (AH), com o intuito de produzir um material híbrido promissor (AH-NTCPM) para aplicações ambientais. As propriedades físico-químicas do AHNTCPM foram estudadas e seu potencial de aplicação para remediação ambiental foi testado em experimentos de adsorção de íons Cu(II). Ademais, uma vez que a toxicidade dos nanomateriais é um aspecto crítico, ensaios ecotoxicológicos foram realizados com organismos aquáticos (Hydra attenuata, Daphnia magna e embriões de Danio rerio). A partir dos resultados obtidos, destaca-se que o método aplicado foi eficiente em produzir modificações estruturais, morfológicas e químicas nos NTCPM, as quais resultaram em um revestimento de ácido húmico estável sobre estes. Este revestimento foi crucial para diminuir a hidrofobicidade dos NTCPM, proporcionando-lhes estabilidade coloidal em água deionizada e alta capacidade de adsorção de metais a partir de soluções aquosas. Ademais, até a máxima concentração testada (10 mg L-1 ), nenhum efeito de ecotoxicidade aguda foi observado. Desta forma, nossos resultados sugerem que o híbrido produzido é um sistema funcional e promissor para tecnologias ambientais.
Carbon nanomaterials are promising materials for industrial, medical and environmental applications, since they present unreleased physicochemical properties. However, the hydrophobic surface of these materials hinders their dispersion in aqueous media and compatibility with biological systems. In this sense, chemical oxidation procedures are commonly applied to those materials in order to reduce their hydrophobicity. Nonetheless, in these procedures are used corrosive chemical reagents (e.g. H2SO4 and HNO3) and high temperatures, potentiating the occurrence of environmental and occupational accidents. In this work, an eco-friendly mechanochemical process was proposed to modify multiwalled carbon nanotubes (MWCNT) with humic acid (HA), in order to produce a promising hybrid material (HA-MWCNT) for environmental applications. The physicochemical properties of HA-MWCNT was studied and their potential for environmental remediation was tested in Cu(II) adsorption experiments. Finally, since nanomaterials toxicity to biological organisms is a critical aspect, ecotoxicological assays were performed with aquatic organisms (Hydra attenuata, Daphnia magna and Danio rerio embryos). Regarding the obtained results, we highlight that the method applied was efficient to create structural, morphological and chemical modifications on the MWCNT, which resulting in a humic acid coating on the MWCNTs. This coating was crucial to decrease the CNTs hydrophobicity, providing to them colloidal stability in deionized water and high adsorption capacity of metal from aqueous solution. Besides that, until the highest tested concentration (10 mg L-1 ) no effect of acute ecotoxicity was observed. Therefore, our results suggest that the hybrid produced is a functional and promising system for environmental technologies.
Biblioteca responsável: BR68.1