Projetos de Pesquisa Atuais
2020 – Atual
Síntese de Novos Materiais, suas Caracterizações e Aplicações na Adsorção de Poluentes em Águas e na Separação de emulsões óleo-água
Descrição: O presente projeto possui duas frentes, a primeira delas se refere à síntese de novos nanoadsorventes baseados em óxido de grafeno e quitosana, sua caracterização e aplicação na remoção de diversos poluentes em águas, especialmente corantes e fármacos. Esta parte do projeto visa à preparação de óxido de grafeno reduzido e sua modificação pela inserção do composto catiônico safranina. Após a síntese deste derivado de grafeno, objetiva-se a sua incorporação em partículas magnéticas de quitosana reticuladas com glutaraldeído. Após o preparo, estes materiais terão suas propriedades e estruturas caracterizadas por diversas técnicas, incluindo microscopia eletrônica de varredura e curva de magnetização. O design deste novo nanoadsorvente foi planejado com o intuito de se obter um material essencialmente catiônico e com extenso sistema de ligações sp2, que serão alcançados pela presença da quitosana/safranina e do óxido de grafeno reduzido, respectivamente. As novas partículas adsorventes serão empregadas na remoção de corantes aniônicos, especialmente o alaranjado II. Será realizada a otimização do processo de remoção variando-se diversos parâmetros e serão estudadas as cinéticas, isotermas e parâmetros termodinâmicos ligados ao processo de adsorção. Além disso, as novas partículas adsorventes poderão ser removidas do meio aquoso pelo uso de um imã, o que facilita o processo de remoção, bem como, sua reutilização após o uso, que também será investigada. A segunda frente se refere ao estudo da influência da presença de compósitos baseados em óxido de grafeno e nanocelulose na estabilidade de emulsões óleo-água. Os compósitos gerados serão caracterizados e usados na geração de emulsões óleo-água. Resultados iniciais indicam que os nanomateriais aceleraram a separação das emulsões e então serão realizados testes de estabilidade de emulsões buscando a otimização do processo em termos de melhor nanomaterial, quantidade de nanomaterial e tempo de contato. Após, análises de tamanho de gota via microscopia e difração de laser, bem como de reologia e de carga das emulsões e dos nanomateriais serão realizadas. Após a análise dos resultados, uma proposta sobre o mecanismo operante na desestabilização das emulsões será feita..
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: (3) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (1) .
Integrantes: Patricia Prediger – Coordenador / Tauany de Figueiredo Neves – Integrante / Natália Gabriele Camparotto – Integrante / Paula Mayara da Silva – Integrante / Karen Stein Penayo – Integrante.
Financiador(es): Fundo de Apoio ao Ensino, à Pesquisa e Extensão da UNICAMP – Auxílio financeiro.
2019 – Atual
Síntese de Novos Nanoadsorventes, suas Caracterizações e Aplicações na Adsorção de Poluentes em Águas
Descrição: O presente projeto se refere à síntese de novos nanoadsorventes baseados em óxido de grafeno, nanocelulose e quitosana, sua caracterização e aplicação na remoção de diversos poluentes em águas, especialmente corantes e fármacos. O projeto conta com duas frentes, sendo que a primeira delas visa à preparação de esferas de quitosana contendo nanocompósitos baseados em nanocelulose cristalina substituída com poliestireno e óxido de grafeno e a outra versa sobre a preparação de partículas magnéticas de quitosana recobertas de óxido de grafeno reduzido substituído com safranina. Ambos os materiais serão aplicados na remoção de poluentes em águas via adsorção. No tange o novo material nanocelulose-poliestireno, acredita-se que o mesmo exibirá propriedades únicas provenientes da nanocelulose e do polímero hidrofóbico. Após as caracterizações, o material será incorporado ao óxido de grafeno e utilizado na geração de esferas de quitosana, que serão posteriormente empregadas na adsorção de corantes em águas, especialmente o verde malaquita. As esferas de CS atuarão como suporte sólido para a imobilização dos adsorventes, o que confere uma grande área superficial pela porosidade da esfera e a facilidade de remoção do meio após a adsorção. Será realizada a otimização do processo de remoção dos poluentes, bem como, serão estudadas as influências da adição de sais como NaCl. Além disso, serão estudadas as cinéticas, as isotermas e parâmetros termodinâmicos, bem como, o processo de reutilização das esferas após o uso. Ademais, o processo de adsorção em fluxo contínuo será avaliado. Adicionalmente, planeja-se estudar a remoção do fármaco propranolol através do processo de adsorção pelas esferas a serem sintetizadas, testes de toxicidade padronizados e métodos alternativos, como avaliação de biomarcadores 2 em espécies aquáticas. A segunda frente trata da preparação de óxido de grafeno reduzido e sua modificação pela inserção do composto catiônico safranina. Após a síntese deste derivado de grafeno, objetiva-se a sua incorporação em partículas magnéticas de quitosana reticuladas com glutaraldeído. Após o preparo, estes materiais terão suas propriedades e estruturas caracterizadas por diversas técnicas, incluindo microscopia eletrônica de varredura e curva de magnetização. O design deste novo nanoadsorvente foi planejado com o intuito de se obter um material essencialmente catiônico e com extenso sistema de ligações sp2, que serão alcançados pela presença da quitosana/safranina e do óxido de grafeno reduzido, respectivamente. As novas partículas adsorventes serão empregadas na remoção de corantes aniônicos, especialmente o alaranjado II. Será realizada a otimização do processo de remoção variando-se diversos parâmetros e serão estudadas as cinéticas, isotermas e parâmetros termodinâmicos ligados ao processo de adsorção. Além disso, as novas partículas adsorventes poderão ser removidas do meio aquoso pelo uso de um imã, o que facilita o processo de remoção, bem como, sua reutilização após o uso, que também será investigada..
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: (4) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (1) .
Integrantes: Patricia Prediger – Coordenador / Tauany de Figueiredo Neves – Integrante / PICONE, CAROLINA SIQUEIRA FRANCO – Integrante / Josiane Aparecida de Souza Vendemiatti – Integrante / Natália Gabriele Camparotto – Integrante / Paula Mayara da Silva – Integrante / Thatiely Magalhães de Paula – Integrante / Nicole Dalarme – Integrante / Gustavo Paixão – Integrante / Bruno Nunes – Integrante / Rafael de Lima Oliveira – Integrante.
2015 – Atual
Preparação de Nanomateriais Baseados em Óxido de Grafeno, Caracterização e sua Aplicação na Purificação de Águas
Descrição: O presente projeto se refere à síntese de nanomateriais derivados de óxido de grafeno a partir de reações de graftização com sais de diazônio. Após a elucidação das estruturas, os nanomateriais serão empregados em processos adsorção de surfactantes em água. Serão realizados estudos da cinética da adsorção com o intuito de se descrever o modelo matemático para predizer o processo de adsorção. Paralelamente, estudos de cálculo teórico e de modelagem molecular serão desenvolvidos buscando conhecer mais a fundo as forças e os modos de interação entre o nanoadsorvente e os materiais adsorvidos. Além disso, experimentos visando à reciclagem do nanoadsorvente serão realizados, para que este material possa ser utilizado inúmeras vezes, reduzindo o custo de processo. Em um segundo momento, será desenvolvido um sistema para adsorção em fluxo contínuo em escala piloto, onde serão avaliados parâmetros como quantidade de nanoadsorvente, vazão de água contendo surfactante, pH, entre outros. Adicionalmente, a eficiência do nanomaterial filtrante será avaliada a partir de ensaios biológicos com microrganismos, analisando-se parâmetros de diminuição da toxicidade de surfactantes em água. Por fim, serão feitos ensaios de adsorção de contaminantes em águas com amostras reais para verificar a eficiência do nanomaterial filtrante em amostras de água encontradas na natureza. Serão coletadas amostras de águas de rios contaminados com surfactantes, entre outros..
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: (2) .
Integrantes: Patricia Prediger – Coordenador.
Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – Auxílio financeiro.
Projetos de Pesquisa Concluídos
2019 – 2020
Preparação de Novos Materiais, Caracterização e sua Aplicação na Remoção de poluentes em Águas
Descrição: Resumo da Proposta A presente proposta se refere ao desenvolvimento de novos materiais, que apresentam baixo custo e são de fácil acesso, e sua aplicação na remoção de poluentes em água. A proposta está dividida em três frentes: a primeira delas versa sobre o preparo de nanoceulose modificada covalentemente com unidades de poliestireno (NCC-PE) e sua utilização na geração de nanocompósitos com óxido de grafeno (GO). Estes novos nanomateriais serão caracterizados e empregados na remoção de poluentes em água, em especial o corante têxtil marrom básico 4. A segunda trata sobre o preparo de um derivado de GO contendo unidades de sal de amônio quaternário (GOSA) e seu emprego na geração de compósitos com nanopartículas magnéticas de quitosana (mCS). Os compósitos magnéticos gerados apresentam a vantagem de serem removidos facilmente do meio aquoso pela aplicação de um imã, o que evita seu descarte no meio ambiente. Estes compósitos serão aplicados na remoção do corante aniônico alaranjado de metila. A terceira frente está vinculado ao preparo de nitretos de carbono grafíticos, sua caracterização e uso na adsorção de poluentes como o corante têxtil azul básico 26. Para todos os processo de adsorção descritos, serão realizadas otimizações com variação de diversos parâmetros como tempo, temperatura, pH, uso de ultrassom, concentração do compósito e dos poluentes. Serão realizados estudos sobre os modelos cinéticos e de isotermas que expliquem os processos de adsorção investigados. Além disso, todos os compósitos contendo os poluentes adsorvidos serão submetidos ao processo de dessorção visando sua reutilização em ciclos consecutivos de adsorção..
Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: (3) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (2) .
Integrantes: Patricia Prediger – Coordenador / Tauany de Figueiredo Neves – Integrante / Natália Gabriele Camparotto – Integrante / Paula Mayara da Silva – Integrante.
Financiador(es): Fundo de Apoio ao Ensino, à Pesquisa e Extensão da UNICAMP – Auxílio financeiro.
2017 – 2018
Preparação de Nanomaterias Baseados Óxido de Grafeno/Celulose, Caracterização e sua Aplicação na Remoção de Poluentes em Águas
Descrição: Devido à redução na disponibilidade hídrica, formas alternativas para o tratamento de água vêm se tornando vitais. O óxido de grafeno associado com a celulose se torna uma alternativa potencial às tecnologias convencionais. Estes materiais possuem características particulares que combinadas podem alcançar eficiência no processo de purificação da água, capazes de remover diferentes poluentes. Os surfactantes são uma das principais problemáticas enfrentadas no tratamento de água devido às suas propriedades químicas e às altas frequências com são encontrados nos efluentes. Assim este projeto tem como objetivo remover surfactantes em água através da sua adsorção em nanomateriais baseados em óxido de grafeno e celulose. Serão realizadas as sínteses dos compósitos, bem como suas caracterizações e posteriormente, os testes com surfactantes, avaliando-se as cinéticas e isotermas envolvidas do processo. Além disso, a adsorção será estudada em fluxo contínuo, para a otimização do processo de purificação da água. Pretende-se ainda avaliar a remoção de outros compostos orgânicos como pesticidas, entre outros..
Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (1) .
Integrantes: Patricia Prediger – Coordenador.
Financiador(es): Fundo de Apoio ao Ensino, à Pesquisa e Extensão da UNICAMP – Auxílio financeiro.