A poluição de corpos d´água por metais pesados é um problema mundial, e tem uma importância maior em países que apresentam atividades mais intensas de mineração, como o Brasil. Os metais pesados podem apresentar toxicidade alta, como é o caso do cádmio, níquel e outros. Por esse motivo, os efluentes industriais em especial, quando não devidamente tratados, ainda são uma grande fonte de contaminação do ecossistema em que vivemos. Diante dessa atual situação, esforços para o aprimoramento de técnicas de remoção de cátions de metais pesados da água são necessárias e podem ter impacto positivo na Saúde Pública e em outras áreas. O presente trabalho propõe a produção e estudo do uso de materiais poliméricos com propriedades especificas para captação de metais pesados de soluções aquosas. Para a síntese dos polímeros foram usadas técnicas de polimerização via radical livre e polimerização por desativação reversível de radicais (via RAFT). Os polímeros baseados em monômeros acrílicos e metacrílicos com a presença de grupos funcionais como carboxilas, amidas e aminas que possuem a capacidade de adsorção de cátions. Usou-se um sistema de remoção de cátions de soluções aquosas com os materiais poliméricos confinados em membranas de diálise. A capacidade máxima de remoção de Cu(II), Cd(II) e Ni (II), fixando parâmetros como temperatura, pH da solução, velocidade e tempo de agitação foi obtida de por meio de uma correlação entre os parâmetros de isotermas de adsorção em diferentes faixas de pH (3,0, 4,0 e 5,0) apresentando valores significativos, principalmente para os poliácidos em pH = 5,0, com valores de captação acima de 100 mg de metal por grama de polímero. O pH do meio demonstrou ser o parâmetro de maior influência na capacidade de captação dos poliácidos comprovando que a presença do grupo carboxila na sua forma desprotonada ao longo da cadeia polimérica desempenha um papel de destaque na capacidade de ligação a cátions metálicos. Poliacrilamida que apresenta grupos amida e pDMAEMA (grupo amina) não sofrem grande influência do pH por não se dissociarem na faixa estudada e por estarem em sua forma protonada, no entanto, ambos têm capacidade de remoção comprovada pelos ensaios de captação. Os modelos de isoterma de adsorção apontam que as interações entre polímero/metal seguem um modelo de monocamada de adsorção, sendo que para os ácidos em condições acima do pKa a afinidade das ligações tende a aumentar o que torna a seletividade aos cátions diferente de pH = 5,0 para pH = 3,0 e 4,0. Diferentemente do pH, o peso molecular do polímero influencia apenas na velocidade de captação provavelmente devido à diferença de pressão osmótica no sistema proposto. A capacidade máxima de ligação permaneceu a mesma para materiais de mesmo grupo funcional e massas molares diferentes.

Pollution of water bodies by heavy metals is a worldwide problem and has a greater importance in countries with more intense mining activities, such as Brazil. Heavy metals can be highly toxic, as is the case with cadmium, nickel, and others. For this reason, industrial effluents, when not properly treated, are still a major source of contamination in the ecosystem we live in. Given this current situation, efforts to improve techniques for removing heavy metal cations from water are necessary and can have a positive impact on Public Health and other areas. The present work proposes the production and study of the use of polymeric materials with specific properties to capture heavy metals from aqueous solutions. For the synthesis of the polymers, polymerization techniques via free radical and reversible-deactivation radical polymerization (via RAFT) were used. The polymers were based on acrylate monomers in the form of acrylic acids and acrylamides with the presence of functional groups such as carboxyls, amides, hydroxyls and amines have a high capacity for adsorption of cations and, in parallel, a removal system of cations from aqueous solutions using polymerics materials confined in dialysis membranes was used. The maximum ability to remove levels of Cu (II), Cd (II) and Ni (II) fixing parameters as temperature, pH solution, velocity and shaker time was done to correlate the adsorption isotherms parameters in different pH ranges (3.0 at 5.0) presented values to acids, mainly at pH = 5.0 with binding values above 100 mg.g-1 . The pH of the medium proved to be the one parameter that most influences in the binding capacity for polyacids proving that the presence of carboxyl group in its deprotonated form along the polymer chain is very important for increasing the binding capacity to metal cations. Polyacrylamide, with amide groups and pDMAEMA (amine groups) are not greatly influenced by pH because they are in their protonated form, however, they have removal capacity proven by the binding capacity assays. The adsorption isotherm models indicate that the interactions between polymer/metal follow a monolayer adsorption model, and for acids in conditions above pKa the affinity of the bonds tends to increase, which makes the selectivity to cations different from pH = 5.0 to pH = 3.0 and 4.0. Unlike pH, the polymer molecular weight only influences the adsorption kinetics rate, probably because the range of osmotic pressure in the system proposed. The maximum ability to binding remaining the same for materials of the same functional group and different molecular weights.