dissertação
Utilização de montmorilonita organofilizada para aplicações de liberação controlada de herbicida
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Universidade Federal de Lavras
Faculdade, Instituto ou Escola
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Departamento de Ciências Florestais
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Biomateriais
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
O ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) é um dos mais utilizados herbicidas para controle de ervas daninhas. Entretanto, o uso de grandes concentrações de 2,4-D é tóxico e possui alto potencial carcinogênico. Portanto, o objetivo desse trabalho foi avaliar o comportamento sortivo do 2,4-D por uma nanoargila montmorillonita organicamente modificada para desenvolver um sistema de liberação controlada utilizando abordagens cinéticas e termodinâmicas. Estudos de isoterma e cinética de adsorção conduzidos, variando a temperatura e condições de pH, indicaram a alta capacidade de adsorção da nanoargila na remoção de 2,4-D a partir de um meio aquoso. Os melhores modelos ajustados foram o de Freundelich e o de pseudo-primeira-ordem para os estudos de isoterma e cinética, respectivamente. A determinação dos parâmetros termodinâmicos e cinéticos de adsorção indicaram que o mecanismo de adsorção provavelmente envolve fisissorção. A caracterização revelou que a adsorção de 2,4-D causou uma exfoliação parcial da estrutura da montmorillonita, provavelmente devido à alta concentração utilizada. Por meio dos estudos de liberação observou-se que a liberação do 2,4-D pela nanoargila ocorreu em 2 etapas, uma alta liberação inicial em rajada seguida de uma liberação lenta. Os resultados demonstrados por esse estudo indicam a viabilidade do sistema proposto, permitindo o uso do 2,4-D em sistemas de liberação controlada ou até mesmo aplicações de tratamento de água.
Abstract
2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) is one of the most used herbicides for weed control. However, the use of large concentrations of 2,4-D is toxic and have great carcinogenic potential. Thus, the aim of this work was to evaluate the 2,4-D sorption behavior by an organically modified montmorillonite nanoclay using kinetic and thermodynamic approaches. Adsorption isotherm and kinetic studies, that were conducted varying the temperature and pH conditions indicated a high 2,4-D adsorption capacity of the nanoclay from aqueous medium. The best fitted models were the Freundlich and the pseudo-first-order for the isotherm and kinetic studies, respectively. The determination of the thermodynamic and kinetic parameters of adsorption indicated that the adsorption mechanism probably involved physisorption. The characterization revealed that the 2,4-D adsorption caused a partial exfoliation of the montmorillonite structure, probably due to the high concentration utilized. Through the release studies, it was observed that the 2,4-D release from the nanoclay occurs in two steps, a high initial burst release followed by a slow one. The results demonstrated by this study indicates the feasibility of the proposed system, enabling the 2,4-D use in controlled release systems or even water treatment applications.
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NATARELLI, C. V. L. Utilização de montmorilonita organofilizada para aplicações de liberação controlada de herbicida. 2019. 58 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Biomaterais) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2019.