Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Materiais
TÍTULO: SORÇÃO DO CORANTE ANIÔNICO VERMELHO REATIVO RB NA CELULOSE: Estudo da influência do pH e da cinética de adsorção
AUTORES: Silva, L. (UFPI) ; Lima, L. (UFPI) ; Silva, M. (UFPI) ; Ferreira, F. (UFPI) ; Matos, J. (UFPI) ; Nunes, A. (UFPI) ; Silva Filho, E. (UFPI)
RESUMO: Neste trabalho, estudou-se a influência do pH e a cinética de adsorção da matriz celulose na remoção do corante vermelho reativo RB em meio aquoso, com capacidade de adsorção em pH 2,0, e tempo de equilíbrio de adsorção que foi atingindo em torno 200 min. O estudo cinético para o sistema segue o modelo de pseudo segunda ordem. E através dos resultados apresentados, a celulose mostrou-se promissora no tratamento de efluentes têxteis.
PALAVRAS CHAVES: Celulose; adsorção; corante
INTRODUÇÃO: Os corantes são substâncias utilizadas em larga escala em diversas indústrias, dentre elas a indústria têxtil, com o objetivo de colorir seus produtos, neste processo, normalmente envolve como operação final uma etapa de lavagem em banhos correntes para retirada do excesso de corante original ou corante hidrolisado não fixado à fibra nas etapas precedentes devido às baixas taxas de fixação ao longo do processamento descartando de 10-15% destes corantes em efluentes, poluindo o meio ambiente e afetando organismos aquáticos (WANG; LI, 2013). Além disso, a maioria dos corantes é de origem sintética, destacando o vermelho reativo RB que apresenta em sua estrutura anéis aromáticos, grupos sulfônicos e azos que são pouco susceptíveis ao catabolismo oxidativo e não são biodegradáveis. Com isso, numerosas técnicas para remoção dos mesmos têm despertado atenção dos químicos, sendo que muitas delas estão ainda em fase experimental, como precipitação, fotodegradação, filtração por membrana, eletrodeposição, coagulação. Contudo, muitos destes métodos requerem produtos químicos adicionais ou geram produtos tóxicos. Em virtude do alto custo e da complexidade apresentada por estes métodos, a adsorção surge como alternativa para o tratamento de efluentes contaminados com corantes. Com o desenvolvimento da química dos materiais, ocorre o aumento no interesse por novos materiais de baixo custo, renováveis e que possuem baixa toxicidade, destacando a celulose por ser o polissacarídeo mais abundante na natureza, desperta grande atenção principalmente pelo baixo custo. Este trabalho descreve a avaliação da influência do pH e do tempo de contato na adsorção do corante vermelho reativo RB na celulose (SILVA et al., 2013).
MATERIAL E MÉTODOS: Todos os reagentes utilizados foram utilizados sem purificação prévia. O ponto de carga zero da celulose foi determinado através do método da adição de sólidos. Foram adicionadas 20,0 mL de solução de KNO3 0,1 mol L-1 em uma série de béqueres. O valor de pH de cada recipiente foi ajustado com soluções de HCl e/ou NaOH 0,1 mol L-1 para valores de pH de 2,0 a 12,0. Em seguida, 20 mL de cada recipiente contendo KNO3 foi adicionado em 20,0 mg da matriz, a suspensão foi agitada por 24 h. Após esse tempo o valor do pH final da solução foi medido. O gráfico de pH em função de pH inicial foi plotado. No estudo do pH, utilizou-se soluções de concentração 30,0 mg L-1 do corante vermelho reativo RB na faixa de pH de 2,0 a 12,0. Com pH ajustado na faixa citada, foi feito a varredura para verificar os espectros das soluções do corante e 20,0 mL das soluções do corante, nos diferentes pH citados, ficou em contato com 20,0 mg da matriz sob agitação por 24 h na temperatura de 25 oC. Para a cinética de adsorção, utilizou-se uma massa de aproximadamente 20,0 mg da matriz celulose que foi colocada em contato com 20,0 mL de solução 30,0 mg L-1 do corante vermelho reativo RB, no pH ótimo de adsorção. Este sistema foi mantido em agitação em 20 e 20 min, na temperatura de 25 oC, os dados experimentais foram ajustados com modelos cinéticos de adsorção. Após os tempos de contatos, efetuaram-se centrifugações e foi retirada alíquota da solução sobrenadante e a quantidade de corante remanescente foi determinada por leituras de absorbância. A quantidade de corante retida no adsorvente qe (mg g-1) foi calculada usando a equação 1(SILVA et al., 2013): qe=(Ci-Cf)*V/m, onde Ci e Cf é concentração inicial e final do corante, respectivamente (mg g-1), m é a massa da celulose (g) e V o volume (mL)
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O ponto de carga zero para a celulose ocorre em pH inicial próximo de 6,5 em que as cargas positivas e negativas são equivalentes. No estudo da influência do pH, observou-se que nos valores de pH 10,0, 11,0 e 12,0 ocorrem alterações espectrais no que diz respeito a mudanças no comprimento de onda de absorção máxima. Por conseguinte, apenas os valores de pH entre 2,0 e 9,0 foram avaliados como mostra a Figura 1, sendo que no pH 2,0, considerado para estudos posteriores, ocorreu máxima capacidade de adsorção. A Figura 2 descreve o comportamento da adsorção do corante para matriz adsorvente em função do tempo, realizado a temperatura ambiente. Como podemos observar, para matriz celulose em pH 2,0, após 200 minutos de contato entre o adsorvente e o corante vermelho reativo RB, a quantidade adsorvida torna-se praticamente constante, isso quer dizer que para a matriz estudada, esse tempo é suficiente para que ocorra o equilíbrio termodinâmico entre o adsorvente e o adsorvato, sendo o modelo de pseudo segunda ordem apropriado para descrever o comportamento cinético do sistema de adsorção, como na grande maioria de sistemas semelhantes a estes (SILVA et al., 2013).
Figura 1 -Influência do pH na adsorção de 30,0 mg L-1 do corante verme
Figura 2: Influência do tempo de contato na adsorção de 30,0 mg L-1 do
CONCLUSÕES: A celulose pura mostrou bom desempenho frente aos testes adsortivos, mostrando-se comprometedora na remoção do corante vermelho reativo RB de meio aquoso, sendo que o pH 2,0 é ótimo para o adsorvente, o estudo do mecanismo cinético indica que o processo de adsorção obedece ao modelo cinético de pseudo segunda ordem. Diante dos estudos adsortivos, a celulose pode ser aplicada no meio ambiente na remoção de corante em meio aquoso, sendo um material bastante abundante em nosso meio, de fácil obtenção e renovável.
AGRADECIMENTOS: CNPq, CAPES, UFPI.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: SILVA, L. S.; LIMA, L. C. B.; SILVA, F. C.; MATOS, J. M. E.; SANTOS, M. R. M. C.; SANTOS JÚNIOR, L. S.; SOUSA, K. S.; SILVA FILHO, E. C. 2013. Dye anionic sorption in aqueous solution onto a cellulose surface chemically modified with aminoethanethiol. Chemical Engineering Journal, 218: 89-98.
WANG, L.; LI, J. 2013. Adsorption of C.I. Reactive Red 228 dye from aqueous solution by modified cellulose from flax shive: Kinetics, equilibrium, and thermodynamics. Industrial Crops and Products, 42: 153-158.