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REMOÇÃO DE ARSÊNIO DE ÁGUAS CONTAMINADAS: UMA INVESTIGAÇÃO IN SILICO DA REDE METALORGÂNICA MOF-74 COMO ADSORVENTE
Última alteração: 2021-09-20
Resumo
https://youtu.be/uW5sioDHxyg
A contaminação das águas por arsênio é um problema ambiental que acomete o ecossistema e por conseguinte a sociedade. Estudos indicam as redes metalorgânicas como potenciais adsorventes para a remoção de arsênio de águas, de modo que o objetivo deste trabalho é determinar a influência da composição de redes metalorgânicas do tipo MOF-74 para a otimização do processo de remoção desse tipo de contaminante, o qual não é removido pelos métodos usualmente utilizados nas estações de tratamento de água e esgoto. Simulações computacionais empregando-se a Teoria do Funcional da Densidade em condições de contorno periódicas foram realizadas. O pacote de programas utilizado foi o Quantum Espresso 6.6 e o nível teórico descreve bem os sistemas de interesse, utilizando-se o funcional de troca e correlação PBE, com correção de dispersão e pseudopotenciais do tipo ultrasoft. A rede metalorgânica MOF-74 constituída por cobalto com os ligantes DOBDC e DSBDC foram avaliadas como potenciais adsorventes dos compostos: AsH3, HAsO2, HAsO3, H3AsO3, H3AsO4, H2CH3AsO3. A adsorção de algumas espécies potencialmente interferentes na remoção dos contaminantes de interesse, tais como H2O, H2SO4, H3PO4, HCl e NaCl, também foram investigadas. As variações de energia eletrônica das adsorções dos compostos AsH3 (-12,7 kcal mol-1), H3AsO3 (-15,8 kcal mol-1) H3AsO4 (-33,8 kcal mol-1) e H2CH3AsO3 (-30,5 kcal mol-1) na rede metalorgânica Co2DOBDC indicam que a remoção das espécies de As(V) é mais favorável na MOF indicada. Além disso, a adsorção aos centros metálicos coordenativamente insaturados da rede metalorgânica tende a ocorrer preferencialmente por meio da coordenação de átomos de oxigênio dos contaminantes – como ocorreu para H3AsO4 e H2CH3AsO3 – em detrimento dos átomos de arsênio.
A contaminação das águas por arsênio é um problema ambiental que acomete o ecossistema e por conseguinte a sociedade. Estudos indicam as redes metalorgânicas como potenciais adsorventes para a remoção de arsênio de águas, de modo que o objetivo deste trabalho é determinar a influência da composição de redes metalorgânicas do tipo MOF-74 para a otimização do processo de remoção desse tipo de contaminante, o qual não é removido pelos métodos usualmente utilizados nas estações de tratamento de água e esgoto. Simulações computacionais empregando-se a Teoria do Funcional da Densidade em condições de contorno periódicas foram realizadas. O pacote de programas utilizado foi o Quantum Espresso 6.6 e o nível teórico descreve bem os sistemas de interesse, utilizando-se o funcional de troca e correlação PBE, com correção de dispersão e pseudopotenciais do tipo ultrasoft. A rede metalorgânica MOF-74 constituída por cobalto com os ligantes DOBDC e DSBDC foram avaliadas como potenciais adsorventes dos compostos: AsH3, HAsO2, HAsO3, H3AsO3, H3AsO4, H2CH3AsO3. A adsorção de algumas espécies potencialmente interferentes na remoção dos contaminantes de interesse, tais como H2O, H2SO4, H3PO4, HCl e NaCl, também foram investigadas. As variações de energia eletrônica das adsorções dos compostos AsH3 (-12,7 kcal mol-1), H3AsO3 (-15,8 kcal mol-1) H3AsO4 (-33,8 kcal mol-1) e H2CH3AsO3 (-30,5 kcal mol-1) na rede metalorgânica Co2DOBDC indicam que a remoção das espécies de As(V) é mais favorável na MOF indicada. Além disso, a adsorção aos centros metálicos coordenativamente insaturados da rede metalorgânica tende a ocorrer preferencialmente por meio da coordenação de átomos de oxigênio dos contaminantes – como ocorreu para H3AsO4 e H2CH3AsO3 – em detrimento dos átomos de arsênio.
Palavras-chave
Métodos adsortivos. MOFs. Tratamento de água.