ÁREA: Materiais
TÍTULO: Degradação de azul de metileno por filmes poliméricos ultrafinos
AUTORES: Ferreira, L. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS) ; Torres, J. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS) ; Ramalho, T. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS) ; Silva, J. (UNIVERSIDADE FEDERAL DELAVRAS)
RESUMO: A quitosana tem despontado nos últimos anos como um biomaterial de grande potencialidade para aplicação em vários campos, passando por medicina, biotecnologia, alimentos e tratamento de efluentes. Desde então as pesquisas desenvolvidas mostram que é possível dopar uma matriz polimérica conferindo a esta comportamento diversos de acordo com o objetivo de cada trabalho. Devido a suas características físico-químicas que resultam em propriedades como fácil formação de géis, capacidade filmogênica e boas propriedades mecânicas, filmes finos de quitosana têm sido já há algum tempo objeto de avaliações práticas, nos quais a ausência ou não de poros e suas dimensões tornam-se fundamentais para a definição de aplicações. Por isso o interesse em aplica-la em processos de tratamento de efluentes.
PALAVRAS CHAVES: quitosana; corante; filmes
INTRODUÇÃO: Os efluentes quando não tratados adequadamente, e lançados em águas naturais, podem modificar o ecossistema natural, diminuindo a transparência da água e dificultando a penetração da radiação solar, o que pode ter efeito inibidor sobre a fotossíntese e na disponibilidade de gases [3]. Entre os novos processos de descontaminação ambiental que estão sendo desenvolvidos, os chamados “Processos Oxidativos Avançados” (POAs) se destacam como uma excelente alternativa para o tratamento de efluentes com características diversas. Dentre os POAs, o processo Fenton tem se destacado por ser possível obter radicais hidroxila a partir de uma mistura de peróxido de hidrogênio e sais ferrosos [2]. Uma vez que a principal dificuldade de trabalhar com o processo Fenton é a faixa de pH, novos estudos discutem o emprego de catalisadores que estejam presentes em fase sólida. Muitos materiais de origem biológica, incluindo alginato, gelatina, lã, celulose e quitosana, estão sendo estudados para aplicações em uma grande diversidade de reações. A quitosana é um polissacarídeo de cadeia linear, catiônico, que ocorre naturalmente ou pode ser obtido por desacetilação da quitina. A quitosana é aplicada com sucesso em várias ocasiões, como por exemplo, no emprego como adsorvente de uma grande variedade de subprodutos, entre eles íons metálicos e corantes [6]. Muitos trabalhos reportam a utilização de quitosana como adsorvente de efluentes têxteis [7,8]. Porém, poucos relatam a dopagem deste biopolímero com metais, tornando-o um material híbrido, a fim de aplicações catalíticas para remover contaminantes do meio aquoso [1,9]. Assim, o objetivo deste trabalho foi verificar a degradação de azul de metileno (AM) por filmes de quitosana puros e impregnados com ferro, com e sem processo fenton.
MATERIAL E MÉTODOS: Os filmes foram preparados dissolvendo 3 gramas de quitosana em 300 mL de solução de ácido acético 3%, sob agitação magnética por 24 horas. Após este período a solução obtida foi vertida em placas de vidro de 30x20 cm e colocadas em estufa a 50° por 24 horas. Em seguida foi adicionado as placas solução 1 M de hidróxido de sódio para retirada do excesso de ácido acético. Após a reação alcalina, os filmes foram imersos em água destilada, também por 24 horas. Em seguida, secos a temperatura ambiente. Para os filmes impregnado com ferro, somente uma etapa foi adicionada ao processo relatado acima, onde uma solução de nitrato de ferro 200 mgL-1 foi vertida sobre a solução de quitosana e ácido acético pós 24 horas por 4 horas. Os testes de degradação com processo fenton foram realizados a 25°C utilizando-se 9,9 mL da solução de AM na concentração de 10 mg L-1, 10 mg do material (quitosana/Fe) e 0,1 mL H2O2 50 %, como agente ativante, sob agitação constante de 100 rpm, nos tempos 0, 60, 120, 180, 240, 300 e 360. Para os testes sem o processo fenton, as mesmas condições utilizadas no processo acima em relação ao material, temperatura e tempo foram utilizadas, modificando apenas o volume de solução de AM para 10mL. O pH da solução de azul de metileno foi ajustado para 10, uma vez que em pH ácido o filme de quitosana pode dissolver, uma vez que não houve o processo de reticulação.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Observa-se a partir da Figura 1, que o ensaio utilizando o filme de quitosana puro (q) teve maior porcentagem de remoção, chegando a degradar cerca de 85% do AM com 6 horas. A baixa remoção para os ensaios realizados com processo fenton pode ser explicado devido a baixa impregnação de ferro no filme. Autores relatam que este processo é eficiente, mas pode demorar mais de 20 horas para ocorrer, sendo que estes resultados são, ainda, dependentes da natureza do corante utilizado [4,5]. A Tabela 1 apresenta às maiores porcentagens de remoção obtida pelos materiais, para melhor entendimento do gráfico. Confirma-se assim que a quantidade de ferro impregnada no filme realmente não fez diferença para os ensaios Fenton, uma vez que a quantidade removida foi muito parecida (25,78 e 28,9) para os materiais qFenton e qFeFenton. Já para o material qFe a presença de ferro também não foi significativa para aumentar a remoção de corante.
Figura 1
Quantidade AM removida (%) em relação aos materiais utilizados
Tabela 1
Relação entre % removida de AM por material e tempo de maior remoção
CONCLUSÕES: Os materiais obtidos foram relativamente eficientes na degradação de azul de metileno, chegando a remover cerca de 85% de corante. Os testes utilizando processo fenton mostraram que a quantidade de ferro impregnado nos filmes não foi suficiente pra fornecer alta porcentagem de remoção de corante. Com a melhora da sintese dos materiais em relação a concentração de ferro impregnada fazem destes materiais uma alternativa para tratamento de corante utilizando processo fenton.
AGRADECIMENTOS: À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais,FAPEMIG, e ao CNPq.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1FAGUNDES, T.; BACHMANN, A.W.L.; TOMAZ, H.S.O.; RODRIGUES,C.A. Química Nova, v.31, 1305-1309, 2008.
2FREIRE, R.S.; PELEGRINI, R.; PERALTA-ZAMORA, P.; KUBOTA, L.T. Quimica. Nova. São Paulo, v. 23,nº 4, 2000.
3GARG, V.K.; AMITA, M.; KUMAR, R.; GUPTA, R.; Dyes and Pigments, v. 63, p. 243, 2004.
4Gottlieb, A.; Shaw, C.; Smith, A.; Wheatley, A.; Forsythe, S. The toxicity of textile
reactive azo dyes after hydrolysis and decolorization, Journal of Biotechnology, 101,
49-56, 2003.
5Neto, C.G.T.; Giacometti, J.A.; Job, A.E.; Ferreira, F.C.; Fonseca, J.L.C.; Pereira, M.R.
Thermal analysis of chitosan based networks. Carbohydrate Polymers, 62, 97-103,
2005.
6YANG, T.C.; ZALL, R.R. Ind. Eng. Chem. Res. Div. 23 (1984)168-172.
7SIMIONATO, J. I. Maringá:Universidade Estadual de Maringá. 2005. Dissertação (Mestrado).
8SOUZA, K. V.; ZAMORA, P. G. P.; ZAWADZKI, S. F. Polímeros, vol. 20, nº 3, p. 210-214, 2010.
