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Tipo do documento: Tese
Título: Caracterização e aplicação de nanotubos de carbono de acesso restrito na extração de ferro em soluções aquosas e produção de apoproteínas a partir da catalase
Autor: GOMES, Raphael Antônio Borges 
Primeiro orientador: LUCCAS, Pedro Orival
Primeiro coorientador: MAGALHÃES, Cristiana Schmidt de
Primeiro membro da banca: SANTOS, Mariane Gonçalves
Segundo membro da banca: MARTINS, Giovana de Fátima Lima
Terceiro membro da banca: LOPES, Gisele Simone
Quarto membro da banca: ARRUDA, Eduardo José de
Resumo: Os Nanotubos de carbono (CNT), nanotubos de carbono oxidado (CNTox) e nanotubos de carbono de acesso restrito revestidos com albumina de soro bovino (RACNT-BSA) foram sintetizados e caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão (MET), microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por energia dispersiva de raios X (MEV-EDS), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman e potencial zeta (PZ). Defeitos estruturais foram observados por MET para os materiais oxidados. A maior estabilidade térmica foi observada para CNTox e os espectros de espectroscopia Raman e as curvas de PZ também confirmaram a presença de grupos funcionais após a oxidação ácida, característica importante para a adsorção do metal. Os materiais foram empregados na adsorção de ferro em solução aquosa e proteicas e utilizou-se a Espectrometria de Absorção Atômica com Chama (FAAS) para detecção. As capacidades adsortivas de ferro dos materiais foram 44,73 ± 0,29, 43,29 ± 0,11 e 31,55 ± 0,29 mg g -1 , respectivamente para CNT, CNTox e RACNT-BSA. O modelo fracionário de Avrami foi o que melhor se ajustou aos dados de cinética para todos os materiais, sugerindo que o mecanismo de interação é baseado na quimissorção e fisissorção. Com relação ao mecanismo de adsorção pelo ajuste do modelo de Weber-Morris, foram predominantes os mecanismos de difusão externa e difusão intrapartícula para o CNT e CNTox e para o RACNT-BSA ocorreu preferencial adsorção na sua parte externa, seguido de condição de equilíbrio. Os testes de dessorção empregando CNT mostraram que a máxima dessorção dos íons ferro foi obtida empregando uma solução de acetato de sódio (1,5 mol L -1 ). Testes de reuso revelaram que os materiais podem ser aplicados em 5 sucessivos ciclos de adsorção/dessorção sem perdas de eficiência. Assim, CNT e CNTox podem ser excelentes alternativas para extração de ferro de soluções aquosas, enquanto RACNT-BSA se mostrou eficiente na extração de ferro de meios proteicos, sendo promissor para preparo de amostras biológicas e na produção de apoproteínas.
Abstract: Carbon nanotubes (CNT), oxidized carbon nanotubes (oxCNT) and restricted access carbon nanotubes coated with bovine serum albumin (RACNT-BSA) were synthesized and characterized by Transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS), Thermogravimetric analysis (TGA), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy and zeta potential (ZP). Structural defects were observed by TEM for the oxidized materials. The highest thermal stability was observed for oxCNT and the Raman spectra and zeta potential curves also confirmed the presence of functional groups after acid oxidation. These functional groups are important for the metal adsorption on materials´ surface. The materials were used for the adsorption of iron from aqueous and protein solution and Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS) was used to detect it. The materials´ adsorption capacities of iron were 44.73 ± 0.29, 43.29 ± 0.11 and 31.55 ± 0.29 mg. g -1 , respectively for CNT, oxCNT and RACNT-BSA. Avrami's fractional model was the one that best fitted the kinetic data for all materials, suggesting that the interaction mechanism is based on chemisorption and physisorption. Regarding the adsorption mechanism by fitting the Weber-Morris model, external and intraparticle diffusion mechanisms were predominant for CNT and oxCNT, and for RACNT-BSA there was preferential adsorption in its external part followed by equilibrium condition. The desorption tests using CNT showed that the maximum desorption of iron ions was obtained using a sodium acetate solution (1.5 mol L -1 ). Reuse tests revealed that the materials can be applied up to 5 successive adsorption/desorption cycles, without loss of efficiency. Thus, CNT and oxCNT can be excellent alternatives for extracting iron from aqueous solutions, while RACNT-BSA has been shown to be efficient in the extraction of iron from protein media, being promising for the preparation of biological samples and in the apoprotein production.
Palavras-chave: Nanotubos
Material nanoestuturado
Adsorção
Ferro
Proteínas
Catalase
Área(s) do CNPq: QUIMICA::QUIMICA ANALITICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Instituto de Química
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Citação: GOMES, Raphael Antônio Borges. Caracterização e aplicação de nanotubos de carbono de acesso restrito na extração de ferro em soluções aquosas e produção de apoproteínas a partir da catalase. 2022. 118 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Alfenas, Alfenas, MG, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1977
Data de defesa: 30-Mar-2022
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