CAROLINE BERTAGNOLLI ”BIOADSORÇÃO DE CROMO NA ALGA Sargassum filipendula E EM ...

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CAROLINE BERTAGNOLLI

”BIOADSORÇÃO DE CROMO NA ALGA Sargassum filipendula E EM SEUS
DERIVADOS”

CAMPINAS
2013

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA

CAROLINE BERTAGNOLLI

“BIOADSORÇÃO DE CROMO NA ALGA Sargassum filipendula E EM SEUS
DERIVADOS”

Orientador(a): Profª. Drª. Meuris Gurgel Carlos da Silva
Coorientador: Dr. Éric Guibal

Tese de doutorado apresentada ao Programa de Pós-
Graduação em Engenharia Química da Faculdade de
Engenharia Química da Universidade Estadual de Campinas
para obtenção do título de Doutora em Engenharia Química.

ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA TESE
DEFENDIDA PELA ALUNA CAROLINE BERTAGNOLLI E ORIENTADA
PELA PROFª DRª MEURIS GURGEL CARLOS DA SILVA

CAMPINAS
2013
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Tese de Doutorado defendida por Caroline Bertagnolli e aprovada em 30 de agosto de
2013 pela banca examinadora constituída pelos doutores:

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AGRADECIMENTOS

Gostaria de agradecer em primeiro lugar a Deus pelo dom da vida, da
perseverança e do amor. Aos meus pais, Carlos e Márcia, pelo amor e atenção,
constante incentivo aos estudos e aos esforços realizados para que eu tenha chegado
até aqui.
À profª Meuris Gurgel Carlos da Silva, por sua orientação ao longo do
desenvolvimento deste trabalho, pela paciência e amizade.
Ao Dr. Éric Guibal e Dr. Jacques Desbrières pela supervisão durante estágio no
exterior e conhecimentos transmitidos.
A profª Ljubica Tasic do Instituto de Química da Unicamp, pela parceria para
realização das análises de RMN.
Ao prof. Charlles Rubber de Almeida Abreu pela amizade, orientação e incentivo à
minha carreira acadêmica.
À Sirlei Jaiana Kleinübing pela grande amizade, oportunidades, idéias, incentivo
nos momentos de dificuldade e conhecimentos transmitidos.
À minha querida amiga Lígia Dozena Domingos que sempre tornou minha estadia
em Campinas muito mais agradável, dividindo alegrias e dificuldades.
Ao CNPq pelas bolsas de doutorado no país (Processo 140386/2010-6) e
doutorado sanduíche (Processo 201531/2011-9) concedidas.
À FAPESP pelo suporte financeiro à pesquisa.
Aos funcionários da FEQ/UNICAMP e aos colegas do LEA e LEPA.
Aos amigos, professores, técnicos e funcionários do Laboratoire Génie de
l’Environnement Industriel et des Risques Industriels et Naturels e da Equipe de
Physique et Chimie des Polymères que tornaram minha estadia na França ainda mais
especial.
A todos que direta ou indiretamente contribuíram na realização desta pesquisa.

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RESUMO

O cromo é um dos metais pesados que causa mais danos à saúde e ao meio ambiente.
É utilizado em uma grande variedade de processos industriais podendo provocar
contaminação dos recursos hídricos devido ao descarte de resíduos industriais. Neste
trabalho a bioadsorção de cromo total e trivalente pela alga marinha Sargassum
filipendula, pelo alginato extraído dessa alga e pelo resíduo da extração, assim como a
bioadsorção das espécies de cromo por uma amostra de alginato comercial, foram
estudados por meio de ensaios em sistema de batelada e em coluna. Os experimentos
envolveram preparo e caracterização dos bioadsorventes, o estudo cinético e de
equilíbrio, além de testes em sistema contínuo. Os bioadsorventes foram caracterizados
antes e após a bioadsorção por microscopia eletrônica de varredura e o cromo presente
no bioadsorvente foi mapeado. As técnicas de espectroscopia na região do
infravermelho e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X foram utilizadas
para compreensão dos mecanismos de ligação cromo+adsorvente e para avaliar o
estado de oxidação do cromo adsorvido. O processo de extração do alginato a partir da
alga brasileira foi estudado e os produtos da extração caracterizados. Os resultados
mostraram capacidades máximas de adsorção obtidas pelo ajuste de Langmuir entre
0,411 e 2,493 mmol/g, com destaque para o resíduo da extração do alginato que se
mostrou como uma boa alternativa de bioadsorvente, pois apresentou capacidade de
adsorção máxima próxima à da alga e superior à dos alginatos para ambas as espécies
de cromo, possibilitando o reaproveitamento de um rejeito do processo e
comercialização do alginato extraído. Observou-se a ocorrência de diferentes
mecanismos de adsorção simultaneamente, com formação de complexos de ambas as
espécies de cromo com grupos sulfônico, amino e carboxila do adsorvente e a
contribuição de mecanismos de troca iônica. No estudo da adsorção do cromo
hexavalente foi verificada sua redução a cromo trivalente na superfície do adsorvente.

Palavras-chave: cromo hexavalente, cromo trivalente, Sargassum, adsorção.
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