ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Iniciação Científica
Autores
Guida, I.I.S. (UFMA) ; Carvalho, L.M. (UFMA) ; Silva, D.S.A. (UFMA) ; Silva, H.A.S. (UFMA)
Resumo
A poluição dos recursos hídricos vem gerando grande preocupação à sociedade. Um dos principais responsáveis é o setor têxtil.Entre as alternativas mais promissoras de tratamento dos efluentes têxteis está a adsorção.Assim, este estudo tem como objetivo avaliar a adsorção do corante violeta cristal por uma argila maranhense.O sólido foi coletado no município de Montes Altos-MA e ativado com HCl;caracterizado por espectroscopia de infravermelho, difração de raios X e pHpzc. A influência do pH na adsorção do corante violeta cristal foi determinado em batelada. Pelas caracterizações foram confirmados os principais estiramentos vibracionais e as fases das argilas. A quantidade adsorvida foi maior em pH acima do pHpcz(2,8),mostrando que o material é adequado para remoção de corante catiônico.
Palavras chaves
argilas; adsorção; corantes
Introdução
A poluição ambiental tem sido um grande problema enfrentado não só pela ciência, mas por toda a sociedade e traz consigo altos riscos à saúde humana prejudicando principalmente a fauna e a flora (MONASH e PUGAZHENTHI, 2009). A poluição das águas, principalmente, pelo setor têxtil é um dos que têm gerado grandes preocupações. Entre as alternativas mais promissoras de tratamento dos efluentes das industrias têxteis está a adsorção,um fenômeno físico-químico que consiste na agregação de determinadas espécies, adsorvato, na superfície de um material, adsorvente (DABROWSKI, 2001). Esse processo utiliza diversos adsorvente, tais como silicatos, resinas de troca iônica,materiais lignocelulósicos, argila ativada, carbono ativado, etc. (ATADASHI et al., 2011). Dentre estes, as argilas estão entre os materiais mais atraentes do ponto vista adsortivo. São materiais naturais de baixo custo que desempenham um papel importante como adsorvente alternativo (LOPES et al., 2014). Assim, o objetivo deste estudo é analisar a adsorção do corante têxtil violeta cristal por argila do estado Maranhão (BR).
Material e métodos
A argila foi coletado no munícipio maranhense de Montes Altos (latitude 05°48‘26‘‘ e longitude 47°10‘08“). A argila passou por um processo manual de limpeza, posteriormente, foi lavada com água destilada e seca a 110 °C por 24 h. Em seguida, foi triturada e peneirada para a faixa granulométrica de 25 a 75 µm. Depois, a argila foi ativada com HCl 3,0 mol/L. A ativação foi realizada colocando-se 100 g da argila com 1000 mL de solução de ácido sob refluxo a 90 °C e agitação constante. Após tratamento, a suspensão foi filtrada e o precipitado foi lavado com água destilada até a condutividade constante. Secou-se a argila ativada em estufa a 105 °C por 48 h. Em seguida, a argila foi triturada e peneirada para a faixa granulométrica de 25 a 75 µm. Em seguida, as argilas in natura e ativada foram caracterizadas por espectroscopia na região do infravermelho e difração de raios X. O pH no ponto de carga zero (pHpcz) foi obtido colocando-se 100 mg da argila ativada em contato com 25 mL de solução 0,1 mol/L de KCl em diferentes pH’s, variando-se de 1 a 12 (ajustados com HCl /NaOH). A mistura permaneceu sob agitação constante por 24 h a 25 °C, após o tempo, separou-se a argila por centrifugação e determinou-se o pH do sobrenadante. Então, o valor do pHpcz, no qual a variação entre o pHinicial e pHfinal é nula, foi determinado graficamente. A influência do pH no processo de adsorção do corante foi determinada colocando-se 100 mg da argila ativada em contato com 25 mL da solução do corante violeta cristal (100 mg/L) em pH’s variando de 2 a 11 ajustados com HCl ou NaOH, sob agitação constante por 24 h a 25 °C. Após esse tempo, o adsorvente foi separado por centrifugação e a concentração do corante foi determinada por espectrofotometria na região do UV- visível em 590 nm.
Resultado e discussão
Os espectros de infravermelho e os difratogramas das argilas in natura e ativada
são mostrados na figura 1. Nos espectros é possível identificar os estiramentos
por volta de 3414 e 1630 cm-1 se referem ao grupo O-H, correspondente ao
alongamento das moléculas de água adsorvida nas superfícies das argilas in
natura e ativada. O estiramento vibracional em 3620 cm-1, atribuído ao Al-OH foi
encontrado nas argilas. A banda em 1000 a 1200 cm-1, presente em todos os
espectros, é atribuída a ligação Si-O-Si. A vibração em 522 cm-1 é referente a
interação Si-O-Al. Já a vibração em 470 cm-1 é atribuída a deformação do Si-O-Si
(KUMAR et al., 1995; VICENTE et al., 1996; AYARI et al., 2005). Observa-se que
o tratamento ácido não provocou alterações significativas nos espectros de
infravermelho da argila. Pelos difratogramas de raios X observou-se grande
quantidade de quartzo, o que nos confirma o alto teor de areia. Ainda, é
observada a presença de pequenos traços de caulinita. A figura 2 mostra o pHpcz
e a influência do pH na adsorção do corante violeta cristal. O pHpcz foi
estimado em 2,8. Abaixo deste valor, a superfície do adsorvente está carregada
positivamente, e acima deste valor a superfície está carregada negativamente.
Isso nos diz qual a natureza do corante que o adsorvente irá adsorver melhor,
catiônico onde a maior concentração de cargas negativas está no pH 10. Pelo
estudo do pH, observou-se que a quantidade adsorvida do corante é pouco
dependente do pH, sendo que a quantidade adsorvida permanece, aproximadamente,
constante na faixa de pH de 3 a 11. Como foi esperado, a quantidade adsorvida
aumentou com o crescimento do pH devido as interações eletrostática com as
cargas positivas do corante.
Espectros de infravermelho e difratogramas de raios X das argilas in natura e ativada. Q=Quartzo, C=Caulinita.
pHpzc e influência do pH na adsorção do corante
Conclusões
A partir dos espectros de infravermelho e difratogramas de raios X caracterizou-se as argilas in natura e ativada e observou que as estas são, majoritariamente, compostas por quartzo. Conclui-se, também, que o pH tem pouco influência na adsorção do corante têxtil violeta cristal. O pHpcz da argila ativada foi estimado em 2.8, mostrando que esse material é adequado para a remoção de corante catiônico.
Agradecimentos
CNPq, UFMA e LPQIA
Referências
ATADASHI, I. M. et al. Refining technologies for the purification of crude biodiesel. Applied Energy, v. 88, p. 4239–4251, 2011. AYARI, F. et al. Characterization of bentonitic clays and their use as adsorbent. Desalination, v. 185, n. 1–3, p. 391-397, 2005. DABROWSKI, A. Adsorption - from theory to practice. Advances in Colloid and Interface Science, v. 93, n. 1-3, p. 135-224, 2001. KUMAR, P. et al. Evolution of porosity and surface-acidity in montmorillonite clay on acid activation. Industrial & Engineering Chemistry Research, v. 34, n. 4, p. 1440-1448, 1995. LOPES, T. J. et al. Adsorption of anthocyanins using clay–polyethylene nanocomposite particles. Applied Clay Science, v. 87, n. 0, p. 298-302, 2014. MONASH, P.; PUGAZHENTHI, G. Adsorption of crystal violet dye from aqueous solution using mesoporous materials synthesized at room temperature. Adsorption, v. 15, p. 390-405, 2009. VICENTE, M. et al. Characterization, surface area, and porosity analyses of the solids obtained by acid leaching of a saponite. Langmuir, v. 12, n. 2, p. 566-572, 1996.
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