Professor Volodymyr Zaitsev

Professor, D.Sc., PhD, Corr. Member Acad. of Sci. of Ukraine

Edital FAPERJ Nº 06/2021 – Pós-Doutorado Sênior (PDS)

Título: Adsorventes naturais beseados em argilas modificadas para o tratamento das amostras lipídicas em recuperação dos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos

Resumo:

Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (PAHs) são poluentes orgânicos persistentes. Devido à sua natureza lipofílica, os PAHs podem contaminar facilmente óleos, mamíferos e organismos marinhos. Os adsorventes hidrofóbicos são amplamente usados para descontaminar fontes de água com PAHs. Infelizmente, tais adsorventes são inúteis para a purificação de óleos, combustíveis e outras soluções lipídicas, uma vez que os adsorventes não têm seletividade para PAHs e, portanto, serão saturados por componentes da matriz hidrofóbica. Os adsorventes de natureza hidrofílica com alta afinidade para os PAHs são necessários para a recuperação seletiva desses poluentes da matriz hidrofóbica. Recentemente, demonstramos que nanomateriais de carbono são capazes de se ligar firmemente aos PAHs, devido às interações extramoleculares p-p. Esse efeito pode levar a um novo tipo de adsorvente seletivo de PAHs, que é capaz de descontaminar soluções lipídicas. O adsorvente também pode ser usado para simplificar os procedimentos analíticos, para a determinação de PAHs em objetos contendo lipídios, como óleos e organismos marinhos. Um conjunto de materiais híbridos organo-minerais será obtido por imobilização covalente de nanomateriais de carbono em carreadores inorgânicos – óxido de silício (sílica) e argilas. Um tipo de nanomateriais de carbono será investigado: pontos quânticos de óxido de grafeno (GOQDs). As nanopartículas serão imobilizadas em suportes como silica (SiO2), bentonita (BNT) ou otras argilas e estudadas em extração seletiva de PAHs de soluções lipídicas para análise química dos contaminantes, purificação de óleos, combustíveis e outras soluções lipídicas. É importante que tanto a bentonita quanto a sílica gel são minerais não tóxicos disponíveis am abundância no Brasil, bem como é nanopartículas de carbono, que podem ser obtidos a partir de resíduos orgânicos.

Abstract

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are persistent organic pollutants. Many of PAHs have carcinogenic properties and thus shall be eliminated from the environment. Because of their lipophilic nature PAHs can easily contaminate oils, mammals and marine organisms. Hydrophobic adsorbents are widely used to decontaminate water sources from PAHs. Unfortunately, such adsorbents are useless for the purification of oils, fuels and other lipid solutions since the adsorbents have no selectivity towards PAHs and thus will be saturated by components of hydrophobic matrix. In fact, the adsorbent having hydrophilic nature and high affinity towards PAHs is required for selective recovery of these pollutants from hydrophobic matrix. We recently demonstrated that different types of carbon nanomaterials are capable to firmly bound with PAHs due extramolecularp-p interactions. This effect can lead to a new type of PAHs selective adsorbents, which is capable to decontaminate lipidic solutions. The adsorbent also can be used to simplify analytical procedures for determination of PAHs in lipid-containing objects such as oils and marine organisms. A set of organo-mineral hybrid materials will be obtained by covalent immobilization of carbon nanomaterials on inorganic carriers. A single type of carbon nanomaterials will be investigated: graphene oxide quantum dots (GOQDs). The nanoparticles will be immobilized on inorganic support such as silica gel (SiO2), bentonite (BNT) or other mineral clays and studied as adsorbents during selective extraction of PAHs from lipid solutions for the chemical analysis of the contaminants, for purification of oils, fuels and other lipid solutions. It is important that both bentonite and silica gel are non-toxic and abundantly present minerals in Brazil as well as carbon nanomaterials that can be obtained from organic wastes.

Laboratório de adsorventes para análise química, proteção de ambiente e biomedicina (LAQAPAB)
Departamento de Química, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio)
tel: +55 21 980551969,
e-mail: vnzaitsev@puc-rio.br,
http://zaitsev.usuarios.rdc.puc-rio.br

ORCID