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https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/9632| Type: | Dissertação |
| Title: | Tratamento de solução contendo bromazepam através de adsorção em hidrogel produzido a partir das cinzas de bagaço de cana-de-açúcar e alginato |
| Author: | Pinto, Yago Vitório Colares |
| First advisor: | Pasquali, Gean Delise Leal |
| metadata.dc.contributor.advisor-co1: | Korf, Eduardo Pavan |
| metadata.dc.contributor.referee1: | Colpani, Gustavo Lopes |
| metadata.dc.contributor.referee2: | Bazoti, Suzana Fátima |
| Resume: | O desenvolvimento de materiais adsorventes sustentáveis a partir da incorporação de resíduos agroindustriais em matrizes poliméricas representa uma estratégia promissora para o tratamento de contaminantes emergentes e para a valorização de subprodutos. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo desenvolver e avaliar um hidrogel adsorvente produzido a partir de alginato de sódio e cinzas do bagaço de cana-de-açúcar (CBCA) para a remoção do fármaco bromazepam em solução aquosa. O aproveitamento da CBCA, resíduo gerado em grande escala pelo setor sucroenergético, contribui para os princípios da economia circular, enquanto a estruturação do adsorvente na forma de hidrogel favorece sua utilização em meio aquoso e sua separação após o tratamento. O material foi sintetizado por gelificação iônica utilizando solução de cloreto de cálcio (CaCl₂) e caracterizado por Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Análise Termogravimétrica e Calorimetria Exploratória Diferencial (TG/DSC), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), determinação do ponto de carga zero (pHₚzc) e avaliação da lixiviação de elementos por ICP-OES. As análises de caracterização evidenciaram a formação de um material constituído pela matriz de alginato associada à fração mineral da CBCA, mantendo sua integridade estrutural após o processo de adsorção. A influência das variáveis operacionais foi investigada por meio de um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), considerando o pH, a massa de adsorvente e a concentração inicial de bromazepam. O pHₚzc do material foi de 6,27, e a avaliação da lixiviação indicou baixa liberação da maioria dos elementos analisados, embora a concentração de manganês tenha apresentado maior mobilidade relativa e deva ser considerada na avaliação da estabilidade química do material. A análise estatística demonstrou que o pH exerceu a maior influência sobre o processo adsortivo, apresentando comportamento não linear. Nos ensaios de adsorção, as melhores condições avaliadas foram obtidas em pH 4,0, concentração inicial de bromazepam de 1,0 mg L⁻¹ e massa de hidrogel de 20 g, alcançando remoção superior a 94% após 360 minutos de contato. Nos ensaios de reuso, o material manteve elevada capacidade de remoção ao longo de quatro ciclos consecutivos. Os resultados indicam que o hidrogel desenvolvido apresenta potencial para aplicação na remoção de bromazepam em meio aquoso, associando o desenvolvimento de um material adsorvente à valorização de resíduos agroindustriais e à sustentabilidade ambiental. |
| Abstract: | The development of sustainable adsorbent materials through the incorporation of agro-industrial residues into polymeric matrices represents a promising strategy for the treatment of emerging contaminants while promoting waste valorization. In this context, this study aimed to develop and evaluate an adsorbent hydrogel produced from sodium alginate and sugarcane bagasse ash (SCBA) for the removal of bromazepam from aqueous solution. The use of SCBA, a residue generated in large quantities by the sugar-energy sector, contributes to circular economy principles, while structuring the adsorbent as a hydrogel facilitates its application in aqueous media and its subsequent separation after treatment. The material was synthesized by ionic gelation using calcium chloride (CaCl₂) solution and characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry (TG/DSC), scanning electron microscopy (SEM), determination of the point of zero charge (pHₚzc), and evaluation of elemental leaching by ICP-OES. The characterization analyses evidenced the formation of a material composed of an alginate matrix associated with the mineral fraction of SCBA, while maintaining its structural integrity after the adsorption process. The influence of operational variables was investigated using a Rotatable Central Composite Design (RCCD), considering pH, adsorbent mass, and initial bromazepam concentration. The pHₚzc of the material was 6.27, and the leaching assessment indicated low release of most of the analyzed elements, although manganese exhibited comparatively greater mobility and should therefore be considered when evaluating the chemical stability of the material. Statistical analysis showed that pH exerted the greatest influence on the adsorption process and exhibited a nonlinear effect. Under the evaluated adsorption conditions, the best performance was obtained at pH 4.0, an initial bromazepam concentration of 1.0 mg L⁻¹, and a hydrogel mass of 20 g, achieving removal efficiencies above 94% after 360 min of contact. In the reuse assays, the material maintained high removal efficiency over four consecutive cycles. Overall, the results indicate that the developed hydrogel has potential for bromazepam removal from aqueous media, combining the development of an adsorbent material with agro-industrial waste valorization and environmental sustainability. |
| Keywords: | Contaminantes Emergentes; Tratamento de águas residuárias; Resíduos Agroindustriais; Adsorventes sustentáveis; Benzodiazepínicos |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal da Fronteira Sul |
| Acronym of the institution: | UFFS |
| College, Institute or Department: | Campus Erechim |
| Name of Program of Postgraduate studies: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental |
| Type of Access: | Acesso Embargado |
| URI: | https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/9632 |
| Issue Date: | Jul-2026 |
| metadata.dc.level: | Mestrado |
| Appears in Collections: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental |
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