ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Materiais
Autores
Toaldo, L.T. (UCS) ; de Marco, C. (UCS) ; Farrarini, F. (UCS) ; Bonetto, L.R. (UCS) ; Crespo, J.S. (UCS) ; Giovanela, M. (UCS) ; Carli, L.N. (UFSC)
Resumo
Microesferas magnéticas de quitosana foram preparadas pela técnica de reticulação em suspensão. O material magnético utilizado para a preparação das microesferas foi a magnetita (Fe3O4), a qual foi preparada por meio da precipitação de soluções de FeCl3.6H2O e FeSO4.7H2O, em meio alcalino. A morfologia das microesferas foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por dispersão de energia (EDS). Posteriormente, as microesferas de quitosana foram empregadas na remoção do corante violeta de metila 2B em meio aquoso. Foram obtidos percentuais de remoção do corante da ordem de 86%. Os resultados demonstraram que o tempo de contato é um importante parâmetro que influencia a remoção do corante.
Palavras chaves
Quitosana magnética; Adsorção; Violeta de metila 2B
Introdução
Os corantes são amplamente utilizados em indústrias de papel, tecidos, couro, entre outras. Entretanto, seu descarte indevido pode causar problemas significativos, por serem carcinogênicos e tóxicos para a vida aquática (LIU et al., 2011). Segundo Mittal, Gajbe e Mittal (2008), o corante violeta de metila 2B, ao sofrer decomposição, origina produtos perigosos (monóxido de carbono, dióxido de carbono, óxidos de nitrogênio), que podem causar sérios problemas aos organismos vivos. Além disso, em função de sua estrutura molecular, esses compostos são de difícil tratamento (SHEN et al., 2011). Muitos métodos têm sido propostos para a remoção de corantes em meio aquoso. A adsorção tem se destacado nesse cenário por ser uma técnica promissora devido à alta eficiência e baixo custo (XIE et al., 2011). Nesse sentido, vários adsorventes têm sido propostos para remoção do violeta de metila e outros corantes básicos em meio aquoso (XU et al., 2011), dentre os quais a quitosana (CHIOU, HO & LI, 2004). A quitosana, proveniente da desacetilação parcial da quitina, é um polissacarídeo composto por unidades de glucosamina e N-acetil-glucosamina. É um material promissor para fins de adsorção (CRINI & BADOT, 2007) e, combinado com nanopartículas de Fe3O4, pode adquirir propriedades magnéticas. Isso permite a fácil separação do meio após o tratamento através da utilização de um campo magnético externo, dispensando a necessidade de centrifugação ou de aplicação de outro processo (ZHOU et al., 2010). O objetivo principal deste trabalho foi preparar e caracterizar microesferas magnéticas de quitosana e avaliar sua eficiência no processo de remoção do corante violeta de metila 2B, através do processo de adsorção em meio aquoso.
Material e métodos
As microesferas de quitosana foram preparadas com base no método proposto por Denkbas et al (2002). Utilizou-se quitosana de alta massa molar (> 300000 g mol-1) com grau de desacetilação superior a 75% (Sigma-Aldrich). A magnetita (Fe3O4) foi preparada por meio da precipitação de soluções de FeCl3.6H2O e FeSO4.7H2O, em meio alcalino, seguindo o método proposto por Duan et al. (2012). A morfologia das microesferas foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e o mapeamento composicional das amostras por espectroscopia de energia dispersiva (EDS). As imagens foram obtidas em um microscópio Shimadzu SSX-550, operando a uma voltagem de 15 kV. As amostras foram previamente recobertas com uma fina camada de ouro, de modo a torná-las condutoras. Para os ensaios de adsorção, utilizou-se 25 mL de solução de violeta de metila 2B com concentração de 60 mg L-1, contendo 0,1 g de quitosana. A amostra permaneceu em diferentes tempos de contato: 15, 30, 60, 120, 180, 240 e 360 min, sob agitação de 200 rpm. De modo a avaliar o percentual de remoção do corante, foi realizada a análise de espectroscopia de absorção molecular na região do visível, utilizando-se o comprimento de onda de absorção máxima do corante violeta de metila 2B (582 nm), em um espectrofotômetro Thermo Scientific Evolution.
Resultado e discussão
A quitosana comercial utilizada neste trabalho apresenta um aspecto
geometricamente irregular (Figura 1a). As imagens de MEV confirmaram o formato
esférico do material obtido (Figura 1b), com tamanho médio das partículas de
aproximadamente 40 μm. Estudos indicam que este formato esférico das partículas
de quitosana é uma característica favorável à adsorção de poluentes (ANDRADE,
2012). O mapeamento composicional da amostra por EDS permitiu verificar que as
partículas de magnetita encontram-se uniformemente distribuídas na superfície
das microesferas, com alguns pontos de aglomeração. Nos ensaios de adsorção,
inicialmente testou-se a eficiência da quitosana comercial em relação às
microesferas de quitosana (com e sem magnetita) para uma solução de violeta de
metila 2B. Nestes ensaios preliminares, observou-se um maior percentual de
remoção para as microesferas magnéticas, o que indica que as nanopartículas de
magnetita potencializam sua capacidade de remover o corante violeta de metila
2B, presente em meio aquoso. O percentual de remoção do corante em função do
tempo de contato utilizando as microesferas magnéticas de quitosana está
apresentado na Figura 2. Pode-se verificar que a quantidade máxima de corante
removida pelas microesferas ocorre por volta de 60 min, no qual o valor é de,
aproximadamente, 86%.
Imagem de MEV e EDS da (a) quitosana comercial e (b) microesferas magnéticas de quitosana
Percentual de remoção do corante violeta de metila 2B em função do tempo
Conclusões
Neste estudo, microesferas magnéticas de quitosana foram sintetizadas pela técnica de reticulação em suspensão. As mesmas foram utilizadas como adsorvente para a remoção do corante violeta de metila 2B em meio aquoso. As microesferas apresentaram elevada capacidade de adsorção, removendo aproximadamente 86% do adsorvato. Esses resultados revelaram que esse material tem grande potencial para ser aplicado na remoção de corantes por adsorção.
Agradecimentos
Os autores agradecem à CAPES, ao CNPq e à FAPERGS pelo apoio financeiro.
Referências
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