Utilização de solventes eutéticos profundos em resinas poliméricas quimicamente recicladas para determinação multielementar

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dc.contributor.advisor-co1Lima, Maria Tereza Weitzel Dias Carneiro
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-8731-5093
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.advisor1Silva Filho, Eloi Alves da
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-9306-7882
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.authorRasch, Matheus Barbosa
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0009-0002-4069-6180
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.referee1Souza, Jefferson Rodrigues
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.referee2Dalmaschio, Cleocir José
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.date.accessioned2024-12-23T13:29:15Z
dc.date.available2024-12-23T13:29:15Z
dc.date.issued2024-10-09
dc.description.abstractThe search for greener methodologies has challenged analytical chemists, leading to the development of methods that minimize environmental impact and risks to analysts. Green Analytical Chemistry, composed of 12 principles, has been a guide for these innovations, with recent emphasis on deep eutectic solvents (DES). These mixtures formed by intermolecular interactions provide unique physicochemical properties, such as melting point, viscosity, density and solubility, making them attractive for extractions and solubilizations. Among DES, natural deep eutectic solvents (NADES), composed of substances of primary metabolic origin, are even more sustainable, being formed by compounds with low toxic potential. Despite their advantages, DES are still rarely applied to certain samples, such as polymers, which have been the focus of growing concern due to the presence of microplastics and contamination by trace elements. Given this scenario, this study aims to determine trace elements (Al, Ba, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sn, Sb, Ti and Zn) in chemically recycled polymeric resin, developed in partnership between UFES and Vale, using DES as a greener alternative to conventional methods. Four DES were prepared based on choline chloride and water, combined with malic acid, oxalic acid, phenol and urea, of which three are NADES. The polymeric samples were subjected to ultrasound-assisted extraction (UAE-DES) and analyzed by ICP-MS. The characterization of the DES by FTIR and NMR confirmed their adequate formation, and the Hansen solubility parameters (HSP) were used to understand the solvent-sample interactions - wich allowed the unprecedented determination of the sample’s Hansen solubility parameters itself. The results showed that DES were effective in recovering elements such as antimony (Sb), barium (Ba), and manganese (Mn), although the recovery efficiency varied: Sb was determined in all DES, Ba in NADES, and Mn only in solvents formed with acids. The AGREEprep metric demonstrated the environmental advantage of DES over the traditional microwave-assisted acid decomposition (MW-AD) method, with the highest score of 0.61 for NADES. However, elements such as aluminum (Al) and iron (Fe) showed unsatisfactory recoveries, suggesting the need for method optimization. The use of DES is a viable alternative for the preparation of recycled polymeric samples, with promising results for multielement determination and considerable environmental advantages. Additional adjustments may improve the recoveries of some elements and expand the use of the methodology to other matrices
dc.description.resumoA busca por metodologias mais verdes tem desafiado os químicos analíticos, levando ao desenvolvimento de métodos que minimizam o impacto ambiental e os riscos aos analistas. A Química Analítica Verde, composta por 12 princípios, tem sido um norte para essas inovações, com destaque recente para os solventes eutéticos profundos (DES). Essas misturas formadas por interações intermoleculares proporcionam propriedades físico-químicas únicas, como ponto de fusão, viscosidade, densidade e solubilidade, tornando-se atraentes para extrações e solubilizações. Entre os DES, os solventes eutéticos profundos naturais (NADES), compostos por substâncias de origem metabólica primária, são ainda mais sustentáveis, sendo formados por compostos de baixo potencial tóxico. Apesar de suas vantagens, os DES ainda são pouco aplicados a determinadas amostras, como os polímeros, que têm sido foco de crescente preocupação devido à presença de microplásticos e à contaminação por elementos-traço. Diante desse cenário, este estudo visa determinar elementos-traço (Al, Ba, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sn, Sb, Ti e Zn) em resina polimérica quimicamente reciclada, desenvolvida em parceria UFES-Vale, utilizando DES como uma alternativa mais verde aos métodos convencionais. Quatro DES foram preparados à base de cloreto de colina e água, combinados com ácido málico, ácido oxálico, fenol e ureia, dos quais três são NADES. As amostras poliméricas foram submetidas à extração assistida por ultrassom (UAE-DES) e analisadas por ICP-MS. A caracterização dos DES por FTIR e RMN confirmou sua formação adequada, e os parâmetros de solubilidade de Hansen (HSP) foram utilizados para entender as interações solvente-amostra – o que permitiu a determinação inédita dos parâmetros de solubilidade de Hansen da própria amostra. Os resultados mostraram que os DES foram eficazes na recuperação de elementos como antimônio (Sb), bário (Ba) e manganês (Mn), embora a eficiência de recuperação tenha variado: Sb foi determinado em todos os DES, Ba nos NADES, e Mn apenas nos solventes formados com ácidos. A métrica AGREEprep demonstrou a vantagem ambiental dos DES em relação ao método tradicional de decomposição ácida assistida por radiação micro ondas (MW-AD), com a pontuação mais alta de 0,61 para os NADES. No entanto, elementos como alumínio (Al) e ferro (Fe) apresentaram recuperações insatisfatórias, sugerindo a necessidade de otimização dos métodos. O uso de DES é uma alternativa viável para o preparo de amostras poliméricas recicladas, com resultados promissores para a determinação multielementar e consideráveis vantagens ambientais. Ajustes adicionais podem melhorar as recuperações de alguns elementos e expandir o uso da metodologia para outras matrizes
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Espírito Santo (Fapes)
dc.description.sponsorshipFundação Espírito-santense de Tecnologia (FEST)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/18241
dc.languagepor
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química
dc.rightsopen access
dc.subjectSolvente eutético profundo
dc.subjectDeep Eutectic Solvents (DES)
dc.subjectInductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS)
dc.subjectExtração assistida por ultrassom
dc.subjectQuímica Analítica Verde
dc.subjectSolubilidade de Hansen
dc.subjectResina polimérica
dc.subject.cnpqQuímica
dc.titleUtilização de solventes eutéticos profundos em resinas poliméricas quimicamente recicladas para determinação multielementar
dc.title.alternativeUtilization of deep eutectic solvents in chemically recycled polymeric resins for multielement determination
dc.typemasterThesis
foaf.mboxemail@ufes.br
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