Estudo da Adsorção de Corante em Carbono Ativado

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Iniciação Científica

Autores

Oliveira, N.P.M. (IFRN) ; Oliveira, K.B. (IFRN) ; Soares, C.G.C.S. (IFRN) ; Sena, J.A. (IFRN) ; Santiago, M.S. (IFRN) ; Barbosa, A.R.S.S. (IFRN) ; Menezes, M.L.S. (IFRN) ; Bezerra, D.P. (IFRN)

Resumo

A adsorção é uma técnica bastante empregada em processos industriais. Sua aplicação pode ser mais explorada conforme o avanço tecnológico. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a qualidade do carbono ativado comercial no processo de adsorção para remoção do corante de uso têxtil. O processo consiste na verificação da capacidade de adsorção de azul de metileno (corante clássico) utilizando o carbono ativado WV1050. Foi utilizada concentração inicial de 9,0 mg/L, as análises foram realizadas em espectrofotômetro de UV-Vis em comprimento de onda 640 nm. Os resultados obtidos mostraram que o carbono ativado adsorveu quantidade expressiva do corante, reduzindo sua concentração para 3 mg/L.

Palavras chaves

Adsorção; carbono ativado; corante

Introdução

Nos efluentes líquidos industriais, a coloração da água é uma das principais características que indicam poluição. Muitas indústrias têxtil, alimentícias e de cosméticos produzem águas residuais com poluentes, como corantes, compostos tóxicos e sólidos dissolvidos, que são despejados em rios e lagos sem tratamento prévio, prejudicando a biota aquática. Esses corantes são de difícil remoção do ambiente, por apresentar estruturas e propriedades físico-químicas próprias que compreende diferentes componentes nos processos de tintura, fixação da cor e lavagem final do material. Segundo Zanoni et al. (2001), os corantes contêm estruturas moleculares complexas que envolvem, durante seu processo de síntese, até 500 reações intermediárias. Em geral são compostos por um grupo cromóforo que dá coloração ao composto pela absorção de uma parte de energia radiante e grupos auxiliares. A remoção dos corantes em efluentes é um dos grandes problemas a serem solucionados. Nas análises foi utilizado o corante azul de metileno e o adsorbato foi o carbono ativado. De acordo com Bansal e Goyal (2005), o azul de metileno é um corante catiônico, por essa característica, interage com o carbono ativado que possui sítios carregados negativamente. Esses materiais possuem grupos superficiais ácidos que se ionizam quando dispostos em água produzindo sítios negativos. Segundo Daifullah e Girgis (2003), por conter extensa estrutura porosa interna dando uma elevada área superficial o carbono ativado (CA) é capaz de adsorver uma vasta gama de compostos químicos. O processo de adsorção utilizado o CA é um dos mais utilizados para remoção de corantes, por conter características importantes que adsorvem moléculas por adsorção física ou química.

Material e métodos

Para análises da remoção do corante azul de metileno e elaboração da curva de calibração, foram utilizadas concentrações iniciais de 9,0 a 0,8 mg/L. Logo após, foi utilizado espectrofotômetro de UV-Vis Bel Photonics SP1102 em comprimento de onda de 640 nm. Para determinação da capacidade de adsorção, foi utilizado uma solução de corante 9,0 mg/L (em duplicata) em contato com 0,01 g de CA comercial (WV1050) sob agitação de 30 rpm por 2 horas a temperatura ambiente. Por último, foi realizada determinada a concentração final por método espectrofotométrico. O aspecto qualitativo da coloração também foi analisado.

Resultado e discussão

A curva de calibração foi montada de acordo com o proposto e servirá de instrumento para conversão dos valores de absorbância para concentração (ver Figura 1). A capacidade de adsorção apresentou valor bastante elevando, reduzindo a concentração inicial de 9,0 mg/L para 3,0 mg/L de concentração final. Este valor está de acordo com o espero, pois a coloração residual final apresentou-se transparente (conforme Figura 2). A capacidade de adsorção verificada para o CA frente ao corante pode ser atribuída as caraterísticas texturais do CA (predominantemente de micro e mesoporos). O corante azul de metileno é uma molécula característica de adsorventes mesoporos, devido seu tamanho molecular. Isso favorece o acesso do corante aos poros do CA, consequentemente, influencia na capacidade de adsorção. Adicionalmente, a presença de diversos grupos funcionais ácidos distribuídos na superfície da estrutura do adsorvente contribuí positivamente na adsorção deste corante.

Curva de calibração do azul de metileno realizado em espectrofotômetro UV-Vis.


Soluções de azul de metileno antes (a) e após (b) o processo de adsorção.

Conclusões

O carbono ativado utilizado neste estudo apresentou estrutura com potencialidade de aplicação no tratamento de efluentes, reduzindo de forma intensa as moléculas do corante azul de metileno da solução em valores próximos a 33%. Apesar de ser um adsorvente comercial, o carbono ativado á tido com material de baixo custo e pode ser sintetizado utilizando diversas fontes de materiais.

Agradecimentos

Os autores agradecem o auxílio financeiro do CNPq e as bolsas de iniciação científica concedidas pelo IFRN.

Referências

BANSAl , R. C.; GOYAL, M. Activated Carbon Adsorption., ed. Taylor & Francis Group, EUA, 2005.

DAIFULLAH, A.M., GIRGIS, B.S., Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. Impact of surface characteristics of activated carbon on adsorption of BTEX. v. 214, p. 181 -193, 2003.

GUARATI, C.C.I., ZANONI, M.V. Corantes têxteis. Quím. Nova., v. 23, p. 71 – 78, São Paulo, 2000