ÁREA: Química Inorgânica

TÍTULO: Utilização de materiais celulósicos como adsorvente do corante azul reativo de Remazol RN

AUTORES: Maria Fernandes Silva, M. (UFPI) ; Sales Loiola Rosa, M. (UFPI) ; ícaro Sousa Morais, A. (UFPI) ; Cavalcanti da Silva Filho, E. (UFPI) ; Cavalcanti da Silva Filho, E. (UFPI)

RESUMO: o material celulósico com dimensão de aproximadamente 1cm3 foi empregado para a adsorção do corante azul reativo de remazol RN. A adsorção do corante foi avaliada em função do tempo de contato e pH do meio, também foi analisado os grupos funcionais do material celulósico, através por infravermelho. A capacidade de adsorção foi máxima nos pH 2 e 11. Entre pH>2 e pH<11 a adsorção foi baixa, assim soluções neste pH podem ser usadas para dessorver os corantes da microesfera. Em pH=2, a interação é de natureza eletrostática entre a carga superficial do adsorvente, que tornou-se carregado positivamente com a carga dos corantes carregada negativamente. Em pH=11, ocorre formação de ligação covalente entre o adsorvente e o corante.

PALAVRAS CHAVES: adsorção; celulose; corante

INTRODUÇÃO: O setor têxtil apresenta um grande potencial poluente e abrange cinco campos distintos: efluentes líquidos, emissões particuladas e gasosas, resíduos sólidos, odores e ruídos (BARCELLOS et al,2008). Nos corpos hídricos são descartados efluentes da indústria de corante ou de processos de tingimento têxtil que deveriam ser submetidos a um tratamento antes do seu descarte, por causa da sua toxicidade aos ecossistemas aquáticos (BARCELLOS et al, 2008). Entre as diferentes classes de corantes, a classe dos corantes reativos é a mais usada na indústria têxtil, gerando grandes volumes de resíduos, com elevada carga orgânica e forte coloração (MULINARI et al, 2006). A molécula do corante reativo pode ser representada pelos seguintes sistemas estruturais: sistema cromofórico, que é parte responsável pela fenômeno da cor; um grupo sulfonato, responsável pela solubilidade e caráter aniônico; e um grupo reativo, que pode formar uma ligação covalente com fibra celulósica por reações de adição ou substituição nucleofílica(KIMURA et al, 1999) . O processo de adsorção vem procurando reduzir a quantidade de efluentes e resíduos descartados pelas indústrias têxteis (DANTAS et al, 2004). Uma variedade de adsorventes tem sido empregada para a remoção de corantes dos recursos hídricos, destacando-se carvão ativo, turfa, sílica, alumina e celulose (KIMURA et al, 1999). A celulose é um polímero orgânico resultante de plantas, certas bactérias, algas e fungos. A polpa da madeira ou celulósica destina-se na produção de material celulósico que também pode ser usado como adsorvente(KIMURA et al, 1999). O propósito deste trabalho foi o de remover o adsorbato corante azul de remazol com materiais celulósicos adsorventes, através de testes de influência de pH e estudo cinético

MATERIAL E MÉTODOS: Materiais e reagentes: balança analítica, papeis de filtro como adsorvente, corante azul reativo RN, 10 erlenmeyer de 125mL, 10 Béquer de 50mL, Balão de fundo chato 1000mL, pinça, Mesa agitadora, bastão de vidro, Uv-vis, bureta, pipeta de 20mL e pêra. Métodos experimentais: Teste cinético/ modelo cinético - Inicialmente, colocou-se a massa de material celulósico de dimensão 1cm3 através de uma pinça num béquer de 50 mL e Pesou-se sua massa numa 200 - 300mg numa balança analítica, após a pesagem colocou-se a massa em contato com 20 mL da solução do corante (1000mg/L) sob agitação numa mesa agitadora por 30-50-60-70-90-100-110-120-150-180-210-240 numa temperatura de 25ºC. Em seguida, analisou a concentração estoque do corante sem o adsorvente no Uv-vis e com o adsorvente no Uv-vis, onde a quantidade de adsorção foi calculada pela fómula: q = (Ci - Cf).V/m, onde q é a quantidade de adsorção em (mg/g), Ci e Cf são as concentrações do adsorbato sem e com o adsorvente em (mg/L), V é o volume da solução do adsorbato em (L) e m é a massa do adsorvente em (mg). Para o estudo cinético adaptou os dados aos modelos de pseudo-primeira ordem, onde pseudo-segunda ordem e difusão intrapartícula. O Teste de influência de pH - Inicialmente, colocou-se a massa do adsorvente de dimensão 1cm3 através de uma pinça num béquer de 50 mL e pesou-se sua massa200- 300mg numa balança analítica, após a pesagem ajustou-se os pH de 1-12 num pHmêtro e em seguida analisou-se sua concentração no Uv-vis. Colocou-se a massa em contato com 20 mL da solução do corante (1000mg/L) sob agitação numa mesa agitadora por 3hr numa temperatura de 25ºC e após esse tempo, analisou-se a concentração do adsorvente em contato com o adsorbato no Uv-vis e calculou-se também a quantidade de adsorção.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: O interesse da indústria têxtil em utilizar o material celulósico proveniente da polpa celulósica é por ser um material inédito como adsorvente alternativo no tratamento de efluentes que contém corante reativo azul de remazol RN despejado nos recursos hídricos, está relacionado ao tempo relativamente baixo de 240 minutos para atingir uma quantidade máxima de remoção do adsorbato pelo adsorvente, um fator de correção de 0,9993 para o modelo cinético de pseudo- segunda ordem e a máxima adsorção ter ocorrido em dois pH, tais como, pH = 2 uma quantidade de adsorção de 6,56 mg/g e pH = 11 uma quantidade de adsorção de 6,3 mg/g. A adsorção em pH = 2 ocorre devido a interação eletrostática entre o corante e o material celulósico, onde em meio ácido a superfície torna-se carregada positivamente e o adsorbato carregado negativamente, já em pH = 11, em meio básico ocorre a formação de ligação covalente entre o adsorvente e o adsorbato, por meio de reações de adição e nucleofílica. o espectro de infravermelho do material celulósico demonstra grupos funcionais, que constituem esse material, -OH no intervalo de 3400-3300cm-1, -CH2 e -CH3 em 2800-3000cm-1, água em 1640cm-1 e C-O-C em entre 1200 e 1000cm-1. O pico em 1759cm-1(C=O), com o pico em 1436cm-1(vC-O)indica a presença de grupos ácido carboxílico. A banda em 1650cm-1(vC-OH)indica a presença de grupos álcool devido a presença de lignina. As bandas 1610-1460cm-1(vC=C)são os aneis aromáticos, vibrações aromáticas, deformação do anel aromático e -CHO fora dos panos de vibrações.

Infravermelho do material celulósico

As bandas em 860, 769 e 710cm-1 pode ser avaliada para vibrações ester e aneis aromáticos monosubstituído, devido a fração de lignina no material.

Teste de adsorção por Influência de pH

a máxima adsorção ter ocorrido em dois pH, tais como, pH = 2 uma quantidade de adsorção de 6,56 mg/g e pH = 11 uma quantidade de adsorção de 6,3 mg/g

CONCLUSÕES: Portanto, o material celulósico utilizado neste trabalho, apresentou resultados significativos quanto a remoção do corante têxtil azul de remazol nos testes de adsorção cinético em função do tempo e influência de pH. É importante também ressaltar que trata-se de um material de baixo custo o que também favorece os lucros financeiros das indústrias têxteis e redução do impacto ambiental por contaminação de corantes em solos, lençois freáticos, lagos, rios e represas, atingindo também a fauna e flora.

AGRADECIMENTOS: UFPI, CAPES, CNPQ, UNICAMP

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: .BARCELLOS, Ivonete O. et al . Blenda de náilon-6,6/quitosana como adsorvente de corantes ácidos para reutilização das soluções de corantes tratadas em tingimentos de poliamida. Polímeros, São Carlos, v. 18, n. 3, Sept. 2008 .
.GOVEIA, Danielle et al . Preparação de membranas de acetato de celulose organomodificadas para adsorção dos íons Cu(II), Cd(II), Mn(II) e Ni(II). Quím. Nova, São Paulo, v. 33, n. 5, 2010.
.KIMURA, Irene Y. et al . Efeito do ph e do tempo de contato na adsorção de corantes reativos por microesferas de quitosana. Polímeros, São Carlos, v. 9, n. 3, Sept. 1999.
.MULINARI, Daniella Regina; SILVA, Gilberto Luìs J. P. da; SILVA, Maria Lúcia Caetano P. da. Adsorção de ìons dicromato nos compósitos celulose/ZrO2.nH2O preparados pelos métodos da precipitação convencional e em solução homogênea. Quìm. Nova, São Paulo, v. 29, n. 3, June 2006 .