MICRO/NANOESFERA DE SRMOO4 PURO E DOPADO COM HÓLMIO COMO ADSORVENTE DE CORANTE AZUL DE METILENO E FÁRMACO DOXAZOSINA

Abstract

RESUMO: Molibdatos e tungstatos são materiais investigados desde o século passado, as principais aplicações são nas áreas da química, engenharias, bioquímica, física e astronomia, atualmente, com aperfeiçoamento de métodos de obtenção e das propriedades vem se destacando a área biotecnológica com foco de desenvolvimento de novos materiais. Dentre esses compostos, molibdato de estrôncio (SrMoO4) é um material atraente para pesquisas devido suas propriedades químicas e excelente estabilidade, o que possibilita a inserção de íons dopantes a fim de melhorar as propriedades e ampliar as aplicações. Neste sentido, esta pesquisa objetivou a síntese, caracterização de molibdato de estrôncio puro e dopado com hólmio, mantendo o controle morfológico com o intuito de aplicar, pela primeira vez, os materiais na adsorção de corante azul de metileno e do fármaco doxazosina base. Os resultados revelam que o método solvotérmico possibilitou a formação de SrMoO4 e SrMoO4:Ho sem presença de fases secundárias, cristalinos e o controle morfológico foi alcançado, no qual, SrMoO4 se organizou em forma de microesferas e SrMoO4:Ho se organizou em forma de nanoesferas. Observou-se também a organização estrutural dos compostos, a análise por Espectroscopia de Raios X por Dispersão de Energia determinou a presença de todos os elementos de interesse e do íon dopante, indicando que ocorreu efetivamente a dopagem do material. A aplicação das micro/nanoesferas de SrMoO4 e SrMoO4:Ho na adsorção do corante azul de metileno possibilitou determinar as melhores condições para utilização, no qual, a capacidade adsortiva máxima de corante pelas microesferas foi de 990,68 mg g-1, ocorrida em pH = 2 com tempo de equilíbrio de 30 minutos e para SrMoO4:Ho de 435, 60 mg g-1, ocorrida em pH = 3 com tempo de equilíbrio de 420 minutos. O mecanismo envolvendo adsorvente-adsorbato ocorre por interações químicas. Por apresentar melhores resultados de adsorção, as microesferas de SrMoO4 foram aplicadas a 2 ciclos de reuso e mostraram excelente capacidade de remoção do corante azul de metileno. A aplicação dos materiais para adsorção do fármaco doxazosina base, indicou que aas microesferas apresentaram capacidade de sorção máxima de aproximadamente 150,62 mg g-1, ocorrida em pH = 2 com tempo de equilíbrio dinâmico de 90 minutos, enquanto as nanoesferas apresentaram aproximadamente 128,30 mg g-1, ocorrido em pH = 3 com tempo de equilíbrio de 180 minutos. O mecanismo cinético de interação adsorvente-adsorbato ocorre também por interações químicas com formação de multicamadas e o calor de adsorção está envolvido no processo de interação. Logo, microesferas SrMoO4 e nanoesferas de SrMoO4:Ho podem ser aplicadas em processos de sorção e remoção de moléculas de corantes e x fármacos presente em meio aquoso, sendo matrizes adsorventes promissoras para tratamento de águas residuais proveniente de efluentes industriais e domésticos, e assim, prevenir a contaminação do meio ambiente aquático. ABSTRACT: Molybdates and tungstates are materials investigated since the last century, the main applications are in the areas of chemistry, engineering, biochemistry, physics and astronomy, currently, with improvement of methods of obtaining and properties has been highlighting the biotechnology area with development strand of new materials. Among these compounds, strontium molybdate (SrMoO4) is an attractive material for research due to its chemical properties and excellent stability, which allows the insertion of dopant ions in order to improve the properties and to extend the applications. In this sense, this research aimed at the synthesis, characterization of pure strontium molybdate and doped with holmium, maintaining the morphological control in order to apply, for the first time, the materials in the adsorption of methylene blue dye and the drug doxazosin base. The results show that the solvothermal method allowed formation SrMoO4 and SrMoO4:Ho without the presence of secondary phases, crystalline and morphological control is achieved in which, SrMoO4 is organized in the form of microspheres and SrMoO4:Ho is organized in the form of nanospheres. The other characterization techniques confirmed the structural organization of the compounds, the analysis by Dispersive Energy Spectroscopy determined the presence of all the elements of interest and the dopant ion, indicating that the doping of the material did occur. Other characterization techniques confirmed the structural organization of the compounds, spectroscopic analysis by X-ray Energy Dispersive determine the presence of all elements of interest and the dopant ion, indicating that there was effectively doping the material. The application of the SrMoO4 and SrMoO4:Ho micro/nanospheres in the adsorption of the methylene blue dye made it possible to determine the best conditions for use, the maximum adsorptive capacity of the dye by the microspheres was 990,68 mg g-1, occurring at pH 2 with equilibrium time of 30 minutes and for SrMoO4:Ho of 435,60 mg g-1, occurring at pH 3 with time of equilibrium of 420 minutes. The mechanism involving adsorbent-adsorbate occurs by chemical interactions. Due to the better adsorption results, the SrMoO4 microspheres were applied at 2 cycles of reuse and showed excellent removal capacity of the methylene blue dye. The adsorption of doxazosin base adsorption materials indicated that the microspheres had a maximum sorption capacity of approximately 150,62 mg g-1, occurring at pH 2 with a dynamic equilibrium time of 90 minutes, while the nanospheres showed approximately 128,30 mg g-1, occurred at pH 3 with equilibration time of 180 minutes. The kinetic mechanism of adsorbent-adsorbate interaction also occurs by chemical interactions with multilayer formation and the heat of adsorption is involved in the interaction process. Thus, SrMoO4 microspheres and SrMoO4:Ho nanospheres can be applied in sorption and removal processes of dye and drug molecules presense aqueous medium, being promising adsorbent matrices for treatment of waste water from industrial and domestic effluents, and thus, to prevent and/or revitalize the contamination of the aquatic environment.