Production of polyacrylonitrile nanofibers modified with Cyanex 272 for recovery of gallium

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The objectives of this work were to develop polyacrylonitrile (PAN) nanofibers modified with the commercial Cyanex 272 extractor (bis-2,4,4-trimethylpentyl phosphinic acid) and apply them for the recovery of gallium present in aqueous solution. The nanofibers were produced using the centrifugation technique, employing Forcespinning® equipment. The average nanofiber diameter ranged from 530 to 840 nm. The highest adsorption of gallium was achieved at pH 2.5, with the pseudo-second order kinetic model and the Freundlich equilibrium isotherm model providing the best fits of the experimental data. The thermodynamic parameters showed that the adsorption was spontaneous, favorable, and endothermic. The maximum capacity of the PAN/Cyanex 272 nanofibers for the recovery of gallium was 38.93 mg g-1. In successive reuse cycles, the nanofibers showed a small decrease of the adsorption capacity for the metal after the first cycle, while the efficiency remained constant in the subsequent cycles, indicating good stability of the material. The findings demonstrated that PAN/Cyanex 272 nanofibers have excellent potential for use as adsorbents, providing good capacity for the recovery of gallium and satisfactory stability during reuse in five cycles. O principal objetivo do trabalho foi desenvolver nanofibras de poliacrilonitrila (PAN) modificadas com ácido bis(2,4,4-trimetilpentil) fosfínico, comercialmente conhecido como Cyanex 272 e avaliar a capacidade de adsorção de gálio em solução aquosa utilizando este material. A produção das nanofibras foi realizada por técnica centrífuga, utilizando o equipamento de Forcespinning®. Os resultados mostraram que, os diâmetros médios das nanofibras variaram entre 530 e 840 nm. Nos ensaios experimentais, o melhor pH que favoreceu a adsorção de gálio foi em 2,5. O modelo cinético que melhor representou os dados experimentais foi o modelo de pseudo- segunda ordem. Na representação das isotermas de equilíbrio, o modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais foi o modelo de Freundlich. Os parâmetros termodinâmicos demonstraram que a adsorção foi espontânea, favorável e endotérmica. A capacidade máxima obtida na recuperação do gálio utilizando as nanofibras PAN/CYANEX 272 foi de 38,93 mg g-1. Os ciclos sequenciais de uso e reuso das nanofibras demonstraram que apesar de uma pequena redução na capacidade de adsorção do metal após o primeiro ciclo, a eficiência se manteve constante nos ciclos seguintes, indicando boa estabilidade do material. Com isso, esse estudo demonstrou que as nanofibras PAN/CYANEX 272 apresentam um grande potencial como adsorventes devido a boa capacidade de recuperação de gálio e estabilidade no uso e reuso das nanofibras por cinco ciclos.