Removal of Phenol from Aqueous Solutions by Polymeric Composites Containing Ni and Co Particles
Simplício, Simone; Maria, Luiz Claudio de S.; Costa, Marcos A. S.; Lucas, Elizabete F.; Queiros, Yure G. C.; Marques, Luiz Rodrigo da S.; Costa, Luciana C.; Hui, Wang Shu; Silva, Manoel R.
http://dx.doi.org/10.4322/polimeros.2013.092
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.23, n5, p.590-596, 2013
Abstract
Magnetic composites have a wide range of potential technological applications; however the evaluation of this material for extraction of phenolic compounds has not been sufficiently studied. Due to its high toxicity and solubility the removal of phenolic compounds from the aquatic environments has critical importance. In this work polymeric composites were prepared by anchoring Ni and Co particles on sulfonatedpoly(styrene-co-divinylbenzene) PS-DVB. The PS-DVB beads were synthesized by suspension polymerization and reacted with acetyl sulfate, aiming to obtain sulfonated copolymers. All materials were capable of removing phenol from aqueous solutions. The phenol adsorption kinetics was influenced by the polymer porosity and swelling capacity in water. The composite derivative of the more porous copolymer impregnated with nickel (C1SNi) was the most efficient in phenol removal, with the sorption equilibrium being established more rapidly than for the other composites. The pseudo second-order model was more adequate to describe the phenol adsorption process for the composite C1SNi. The Langmuir model describes successfully the phenol removal by this composite.
Keywords
Adsorption, composites, porous materials, magnetic composites, phenol.
References
1. Caetano, M.; Valderrama, C.; Farran, A. & Cortina, J. L. - J. Coll. Interf. Sci., 338, p.402 (2009). PMid:19679317. http://dx.doi.org/10.1016/j.jcis.2009.06.062
2. Zhang, W.; Chen, J.; Pan, B.; Chen, Q.; He, M.; Zhang, Q.; Wang, F. & Zhang, B. - React. Funct. Polym., 66, p.395 (2006). http://dx.doi.org/10.1016/j. reactfunctpolym.2005.08.016
3. Lin, S.-H. & Juang, R.-S. - J. Environm. Manag., 90, p.1336 (2009). PMid:18995949. http://dx.doi.org/10.1016/j. jenvman.2008.09.003
4. Zhang, W. M.; Chen, J. L.; Pan, B. C.; Zhang, Q. X. & Zhang, B. - J. Haz. Mat., 128, p.123 (2006). PMid:16457950. http://dx.doi.org/10.1016/j.jhazmat.2005.03.036
5. Zeng, X.; Yu, T.; Wang, P.; Yuan, R.; Wen, Q.; Fan, Y.; Wang, C. & Shi, R. - J. Haz. Mat., 177, p.773 (2010). PMid:20083347. http://dx.doi.org/10.1016/j. jhazmat.2009.12.100
6. Fan, J.; Yang, W. & Li, A. - React. Funct. Polym., 71, p.994 (2011). http://dx.doi.org/10.1016/j. reactfunctpolym.2011.07.001
7. Kawabata, N.; Tsuchida, Y.; Nakamori, Y. & Kitamura, M. - React. Funct. Polym., 66, p.1641 (2006). http://dx.doi. org/10.1016/j.reactfunctpolym.2006.06.008
8. Queirós, Y. G. C. – “Avaliação de resinas poliméricas no processo de purificação de água contaminada com componentes aromáticos”, Tese de Doutorado, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil (2006).
9. Louvisse, A. M. T.; Lucas, E. F.; Barbosa, L. C. F.; Clarisse, M. D. & Queirós, Y. G. C. - “Método de remoção de óleo e graxa em água por adsorção em resina polimérica”, BR Patent PI0803656-0A2 (2008). Disponível em:
10. Santa Maria, L. C.; Simplício, S.; Ribeiro, C. A. B.; Costa, M. A. S.; Silva, M. R.; Hui, W. S. & Amico, S. C. - Polym. Eng. Sci., 48, p.1878 (2008).
11. Santa Maria, L. C.; Costa, M. A. S.; Soares, J. G. M.; Wang, S. H. & Silva, M. R. - Polymer, 46, p.11288 (2005). http:// dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2005.09.055
12. Conceição, B. M. da; Costa, M. A. S.; Santa Maria, L. C. de; Silva, M. R. & Wang, S. H. – Polímeros, 21, p.409 (2011). http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282011005000070
13. Costa, C. N.; Costa, M. A.S.; Santa Maria, L. C.; Silva, M. R.; Souza Junior, F. G. & Michel, R. C. – Polímeros, 22, p.260 (2012). http://dx.doi.org/10.1590/S0104- 14282012005000042
14. Castanharo, J. A.; Mello, I. L.; Santa Maria, L. C.; Costa, M. A. S.; Silva, M. R. & Oliveira, M. G. – Polímeros, 22, p.303 (2012). http://dx.doi.org/10.1590/S0104- 14282012005000038
15. Oliveira, A. J. B.; Aguiar, A. P.; Marques, M. R. C. & Santa Maria, L. C. - Mat. Let., 59, p.1089 (2005).
16. Helfferich, F. G. - “Ion Exchange”, chap. 4, Dover Publications, New York (1995). PMid:7756766.
17. Dizge, N.; Keskinler, B. & Barlas, H. - J. Haz. Mat., 167, p.915 (2009). PMid:19231079. http://dx.doi.org/10.1016/j. jhazmat.2009.01.073
18. Huang, J.; Deng, R. & Huang, K. - Chem. Eng. J., 171, p.951 (2011). http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2011.04.045
19. Yin, J.; Chen, R.; Ji, Y.; Zhao, C.; Zhao, G. & Zhang, H. - Chem. Eng. J., 157, p.466 (2010). http://dx.doi. org/10.1016/j.cej.2009.12.008
20. Dotto, G. L.; Vieira, M. L. G. Gonçalves, J. O. & Pinto, L. A. A. – Quím. Nova, 34, p.1193 (2011). http://dx.doi. org/10.1590/S0100-40422011000700017
21. Costa, L. C.; Gomes, A. S.; Coutinho, F. M. B. & Teixeira, V. G. - React. Funct. Polym., 70, p.738 (2010). http:// dx.doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2010.07.003
22. Silverstain, R. M.; Webster, F. X. & Kiemle, D. J. – “Spectrometric Identification of Organic Compounds”, LTC, New York (2007).
23. Barton, A. F. M. - “Handbook of polymer-liquid interactions parameters and solubility parameters”, CRC Press, Boston (1990).
24. Coutinho, F. M. B.; Souza, R. R. & Gomes, A. S. - Eur. Polym. J., 40, p.1525 (2002). http://dx.doi.org/10.1016/j. eurpolymj.2004.02.003
25. Cushing, B.L.; Kolesnichenko, V. L. & O’Connor, C. J. – Chem. Rev., 104, p.3893 (2004). PMid:15352782. http://dx.doi.org/10.1021/cr030027b
26. Li, Z.; Han, C. & Shen, J. – J. Mater. Sci., 41, p.3473 (2006). http://dx.doi.org/10.1007/s10853-005-5874-z
27. Couto, G. G. – “Nanopartículas de níquel: síntese, caracterização, propriedades e estudo de sua utilização como catalisadores na obtenção de nanotubos de carbono”, Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Paraná, Brasil (2006).
28. Scheeren, C. W. – “Líquidos iônicos aplicados na síntese e estabilização de nanopartículas de Pt (0) e Pd/Pt (0), caracterização e estudos em reações de hidrogenação catalítica”, Tese de Doutorado, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Brasil (2006).
29. Zhu, Y.; Zheng, H.; Yang, Q.; Pan, A.; Yang, Z. & Qian, Y. - J. Cryst. Growth, 260, p.427 (2004). http://dx.doi. org/10.1016/j.jcrysgro.2003.08.037
30. Ho Y-S. - J. Haz. Mat., 136, p.681 (2006).
31. Wolowicz, A. & Hubicki, Z. - Chem. Eng. J., 171, p.206 (2011).
32. Kołodynska, D. – Desalination, 263, p.159 (2010).
33. Zeng, X.; Fan, Y.; Wu, G.; Wang, C. & Shi, R. – J. Haz. Mat., 169, p.1022 (2009). PMid:19443106. http://dx.doi. org/10.1016/j.jhazmat.2009.04.044
34. Jin, X.; Li, Y.; Yu, C.; Ma, Y.; Yang, L. & Hu, H. – J. Haz. Mat., 198, p.247 (2011). PMid:22047723. http://dx.doi. org/10.1016/j.jhazmat.2011.10.040
35. Wolowicz, A. & Hubicki, Z. - Chem. Eng. J., 160, p.660 (2010).