Remoção de chumbo (II) de solução aquosa por nanopartículas magnéticas (MnFe2O4) funcionalizadas com poliestireno sulfonado Translated title: Lead (II) removal from aqueous solution by magnetic nanoparticles (MnFe2O4) functionalized with sulfonated polystyrene

Abstract

RESUMO O presente estudo contempla a aplicação de nanopartículas magnéticas de ferrita de manganês MnFe2O4 (NPM) modificadas com poliestireno sulfonado (PSS) na adsorção de íons de Pb (II) para fins de tratamento de água contaminada. A funcionalização da nanopartícula com o polímero objetivou aumentar a capacidade de adsorção e incluir a utilização de material reciclável em função da importância ambiental. Os adsorventes foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier, espectroscopia de energia dispersiva por raio X, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica, análise elementar, análise termogravimétrica, ponto de carga zero, área superficial e porosidade. O PSS representou 14% da massa das nanopartículas magnéticas de MnFe2O4 funcionalizadas com o poliestireno sulfonado (NPM-PSS) e o teor de grupos sulfônicos foi de 17,18%. Os modelos de isoterma de Freundlich e cinético de pseudossegunda ordem apresentaram maior acurácia pelos dados experimentais de adsorção dos íons Pb (II) pela NPM-PSS, cuja capacidade de adsorção das nanopartículas variou de 6,254 a 7,535 mg g−1.

Translated abstract

ABSTRACT The present study contemplates the application of magnetic nanoparticles of manganese ferrite MnFe2O4 (NPM) modified with sulfonated polystyrene (PSS) in the adsorption of Pb(II) ions for the purpose of treating wastewater. The functionalization of the nanoparticle with the polymer aimed to increase the adsorption capacity and include the use of recyclable material due to its environmental importance. Adsorbents were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, atomic force microscopy, elemental analysis, thermogravimetric analysis, point of zero charge, surface area, and porosity. PSS represented around 14% of the mass of magnetic nanoparticles of MnFe2O4 functionalized with sulfonated polystyrene (NPM-PSS) and the content of sulfonic groups was 17.18%. The Freundlich isotherm and pseudo second order kinetic models showed greater accuracy by the experimental data of adsorption of Pb (II) ions by NPM-PSS, whose adsorption capacity of nanoparticles ranged from 6.254 to 7.535 mg g−1.