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http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/33149| Title: | Remoção de fármacos por adsorção utilizando argila organofílica comercial (cloisite 30b). |
| Other Titles: | Drug removal by adsorption using commercial organophilic clay (cloisite 30b). |
| ???metadata.dc.creator???: | SOUSA, Anna Karoline Freires de. |
| ???metadata.dc.contributor.advisor1???: | RODRIGUES, Meiry Glaucia Freire. |
| ???metadata.dc.contributor.advisor2???: | RAMOS, Wagner Brandão. |
| ???metadata.dc.contributor.referee1???: | VASCONCELOS, Luis Gonzaga Sales. |
| ???metadata.dc.contributor.referee2???: | BARBOSA, Antusia Dos Santos. |
| ???metadata.dc.contributor.referee3???: | CLERICUZ, Genaro Zenaide. |
| ???metadata.dc.contributor.referee4???: | CARMO, Edilânia Silva do. |
| Keywords: | Processos químicos;Argila organofílica;Cloisite 30b;Adsorção;Clorexidina;Nistatina;Isotermas;Chemical processes;Organophilic clay;Adsorption;Chlorhexidine;Nystatin;Isotherms |
| Issue Date: | 30-Aug-2023 |
| Publisher: | Universidade Federal de Campina Grande |
| Citation: | SOUSA, Anna Karoline Freires de. Remoção de fármacos por adsorção utilizando argila organofílica comercial (cloisite 30b). 2023. 140 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2023. |
| ???metadata.dc.description.resumo???: | Devido ao seu amplo consumo, os fármacos representam uma parcela cada vez maior desta classe de poluentes. Essas substâncias podem apresentar efeitos nocivos para a saúde humana e para os ecossistemas, principalmente devido ao seu potencial de bioacumulação e biomagnificação. Apesar da aplicação de tratamentos secundários, os efluentes ainda podem apresentar uma grande quantidade de contaminantes, que posteriormente são lançados em corpos hídricos. Este estudo teve como objetivo principal avaliar a remoção dos fármacos (Clorexidina e Nistatina) por meio de adsorção, utilizando a argila organofílica comercial Cloisite 30B. Além disso, buscouse entender a afinidade de diferentes fármacos com o adsorvente mencionado, a fim de selecionar o sistema com a maior eficiência de remoção. A argila organofílica comercial Cloisite 30B foi caracterizada por difração de raios X e Espectroscopia na região do infravermelho. A capacidade de adsorção dos fármacos foi avaliada por meio de estudos de variação de pH, bem como testes de adsorção em condições controladas usando um planejamento fatorial 23 . O objetivo foi determinar as melhores condições para o processo, medindo a porcentagem de remoção (% Rem) e a capacidade de remoção no estado de equilíbrio (qeq) como respostas. A cinética química foi determinada e ajustada utilizando modelos de pseudo-primeira ordem e pseudo-segunda ordem. Além disso, foram levantadas isotermas de equilíbrio de adsorção, que foram ajustadas aos modelos de Langmuir, Freundlich, Sips, Temkin e Redlich-Peterson. Os resultados obtidos demonstraram que o pH das soluções sintéticas contendo Clorexidina e Nistatina não afetou significativamente a porcentagem de remoção. Através do planejamento fatorial, identificou-se uma taxa de remoção de aproximadamente 95,77 % para a Clorexidina, e a análise estatística indicou que a porcentagem de remoção (% Rem) é influenciada apenas pela concentração inicial. Além disso, a capacidade de adsorção é impactada pelas variações na concentração inicial, no tempo e na interação entre essas duas variáveis. No caso da Nistatina, obteve-se uma taxa de remoção de cerca de 88,00 % e a análise estatística indicou que a porcentagem de remoção (% Rem) é influenciada apenas pela massa, enquanto a capacidade de adsorção é impactada pelas variações na concentração inicial, na massa e na interação entre essas duas variáveis. A investigação da cinética de adsorção revelou que a Clorexidina apresenta uma rápida taxa de adsorção, que se estabiliza em aproximadamente 8 minutos. Enquanto para a Nistatina, o equilíbrio cinético ocorre em torno de 6 minutos. Após ajustes cinéticos, constatou-se que o modelo que melhor se ajusta tanto para a Clorexidina quanto para a Nistatina é o modelo de pseudo-segunda ordem, confirmando que o mecanismo de controle de velocidade é a adsorção química. A isoterma de Sips descreveu o equilíbrio da adsorção tanto para Clorexidina como para Nistatina evidenciando que o adsorvente utilizado é uma excelente alternativa para remoção de fármacos de efluentes contaminados. |
| Abstract: | Due to their widespread consumption, drugs represent an increasing share of this class of pollutants. These substances can have harmful effects on human health and ecosystems, mainly due to their potential for bioaccumulation and biomagnification. Despite the application of secondary treatments, effluents can still contain a large amount of contaminants, which are later released into water bodies. The main objective of this study was to evaluate the removal of drugs (Chlorhexidine and Nystatin) by means of adsorption, using the commercial organophilic clay Cloisite 30B. In addition, we sought to understand the affinity of different drugs with the mentioned adsorbent, in order to select the system with the highest removal efficiency. The commercial organophilic clay (Cloisite 30B) underwent X-ray Diffraction analysis (XRD) and Infrared Spectroscopy for its characterization. The adsorption capacity of the drugs was evaluated through pH variation studies, as well as adsorption tests under controlled conditions using a 23 factorial design. The objective was to determine the best conditions for the process, measuring the removal percentage (% Rem ) and the removal capacity at steady state (qeq) as responses. Chemical kinetics were determined and fitted using pseudo-first order and pseudo-second order models. Furthermore, adsorption equilibrium isotherms were constructed, which were fitted to the Langmuir, Freundlich, Sips, Temkin and Redlich-Peterson models. The results obtained showed that the pH of the synthetic solution containing Chlorhexidine and Nystatin did not significantly affect the removal percentage. Through the factorial design, a removal rate of approximately 95.77 % was identified for Chlorhexidine, and the statistical analysis indicated that the removal percentage (% Rem) is influenced only by the initial concentration. Furthermore, the adsorption capacity is impacted by variations in initial concentration, time and the interaction between these two variables. In the case of Nystatin, a removal rate of about 88.00 % was obtained and the statistical analysis indicated that the removal percentage (% Rem) is influenced only by the mass, while the adsorption capacity is impacted by variations in concentration initial weight, the mass and the interaction between these two variables. The investigation of the adsorption kinetics revealed that Chlorhexidine has a fast adsorption rate, which stabilizes in approximately 6 minutes. As for Nystatin, kinetic equilibrium occurs around 30 minutes. After kinetic adjustments, it was found that the model that best fits both Chlorhexidine and Nystatin is the pseudo-second order model, confirming that the rate control mechanism is chemical adsorption. The Sips isotherm described the adsorption equilibrium for both Chlorhexidine and Nystatin, showing that the adsorbent used is an excellent alternative for removing drugs from contaminated effluents. |
| Keywords: | Processos químicos Argila organofílica Cloisite 30b Adsorção Clorexidina Nistatina Isotermas Chemical processes Organophilic clay Adsorption Chlorhexidine Nystatin Isotherms |
| ???metadata.dc.subject.cnpq???: | Engenharia química. |
| URI: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/33149 |
| Appears in Collections: | Doutorado em Engenharia Química. |
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