ADSORÇÃO DO CORANTE VERMELHO CONGO EM MEIO AQUOSO UTILIZANDO MICROESFERAS DE ALGINATO/QUITOSANA COMO ADSORVENTES

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Ambiental

Autores

Ribeiro, I.S. (IFCE CAMPUS QUIXADÁ) ; Ferreira, C.R.N. (IFCE CAMPUS QUIXADÁ) ; Oliveira, M.S. (IFCE CAMPUS QUIXADÁ) ; Magalhães Júnior, G.A. (IFCE CAMPUS QUIXADÁ) ; Portela, R.R. (IFCE CAMPUS QUIXADÁ)

Resumo

O presente trabalho estudou a eficiência do tratamento de uma solução aquosa de corante VC via adsorção utilizando microesferas de Al/Qt. Foram realizados estudos de cinética de adsorção utilizando a dosagem m:v de 4g/L e 2g/L. E posteriormente testes de isotermas de adsorção nas condições otimizadas. Os resultados mostraram que as microesferas de Al/Qt possuem um potencial promissor na remoção do corante em meio aquoso, chegando a remover cerca 60%. Em geral a cinética de adsorção foi melhor descrita pelo modelo de pseudo segunda ordem. A partir da cinética de adsorção foi obtido um valor de qe de 1,41 mg/g na dosagem 4g/L e de 0,97 mg/g na dosagem de 2g/L. A isoterma de adsorção foi melhor descrita pelo modelo de DR obtendo um valor de qmáx de aproximadamente 6 mg/g.

Palavras chaves

adsorção; vermelho congo; microesferas

Introdução

Atualmente os corantes são utilizados em diferentes indústrias, como têxteis, de plásticos, borrachas, couro, cosméticos e papel, resultando numa intensa produção de efluentes com componentes altamente tóxicos e de sério impacto ambiental, devido à maioria dos corantes ser de origem sintética, apresentar em sua estrutura anéis aromáticos e grupamentos azo, ser pouco susceptível ao catabolismo oxidativo e não ser biodegradável são necessárias técnicas para remoção desses componentes dos efluentes industriais. (SRINIVASAN e VIRARAGHAVAN, 2010) Logo diferentes métodos químicos, físicos, físico-químicos e bio¬lógicos foram desenvolvidos com o intuito de remover corantes e pigmentos de resíduos industriais, dentre estes métodos, um dos mais populares é a adsorção, pois se apresenta como uma operação relativamente simples e com resultados satisfatórios, além de que, essa técnica permite que se possa recuperar o corante e o adsorvente. (VASQUES et al., 2011) O carvão ativado é um adsorvente largamente utilizado em processos industriais, em função na maioria dos casos dos resultados satisfatórios que são obtidos. Porém, existem desvantagens quando se destacam os fatores econômicos de sua utilização, pois o mesmo é relativamente caro (BULUT et al., 2008). Com isso vários adsorventes têm sido desenvolvidos para essa aplicação, como os resíduos naturais celulósicos, principalmente bagaços em pó, carvões vegetais de coco (KAVITHA e NAMASIVAYAM, 2007) e de cana-de- açúcar (DEO MALL et al., 2007) e membranas de casca de ovo (ARAMI et al., 2008) Com base nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver um adsorvente natural à base de Alginato e Quitosana com potencial para a remoção do corante ácido vermelho congo em solução aquosa.

Material e métodos

Foi utilizado como adsorbato o corante vermelho congo (VC), a uma concentração inicial de 10 mg/L. O adsorvente utilizado foi obtido através de alginato de sódio e a Quitosana, com grau de desacetilação 85,9%, originando microesferas de alginato/quitosana (Al/Qt) que foram preparadas por complexação polieletrolítica. Inicialmente, preparou-se uma solução aquosa de Al2%, e uma solução de Qt1% em ácido acético2%. Posteriormente foi misturada a solução de Qt1% com a solução de CaCl21% em uma razão de v/v 1:1. Em seguida, com o auxílio de uma seringa comum equipada a uma agulha, foi gotejada a solução de Al2% na solução de quitosana em uma razão de m/m 1:1. Os estudos cinéticos foram realizados em shaker, à temperatura ambiente (25ºC), sob agitação de aproximadamente 150rpm, em erlenmeyeres de 125mL, utilizando 100mg (dosagem 2g/L) e 200mg (dosagem 4g/L) de massa do adsorvente em um volume reacional de 50 mL da solução do corante VC. Em intervalos de tempos pré-determinados foram retiradas alíquotas, as quais foram analisadas em espectrofotômetro UV-Vis. A modelagem da cinética da adsorção foi realizada a partir dos modelos de pseudo primeira e segunda ordens de Lagergren, a fim de se verificar qual a melhor correlação dos dados experimentais obtidos. O teste preliminar da isotermas de adsorção foi realizado com a dosagem de 4 g/L (melhor obtida nos ensaios cinéticos) nas mesmas condições dos estudos cinéticos (temperatura e rotação) e as concentrações das soluções do corante VC foram de 10, 20, 30, 40 e 50 mg/L. A modelagem da isoterma de adsorção foi realizada a partir dos modelos de Langmuir, Dubinin–Radushkevich (DR) e Freundlich, a fim de se verificar qual a melhor correlação dos dados experimentais obtidos.

Resultado e discussão

Os dados da cinética de adsorção do corante VC em solução aquosa foram modelados segundo os modelos de Lagergren de pseudo primeira e segunda ordens. Na Figura 1 e Tabela 1 estão apresentadas as modelagens e parâmetros da cinética de adsorção. De acordo com a Figura 1 o sistema contendo a dosagem 4 g/L obteve maior remoção (56%) e a cinética de adsorção foi descrita pelos dois modelos, sendo em geral o melhor o de pseudo segunda ordem, conforme os valores de R2. Pôde-se observar, ainda, que o tempo necessário para atingir o equilíbrio foi de aproximadamente 20 minutos. A tabela 1 mostra ainda que as capacidades adsortivas experimentais foram bem próximas aos valores estimados pelos modelos. A melhor capacidade adsortiva obtida no equilíbrio foi para o sistema contendo a dosagem de adsorvente 4 g/L e foi de 1,41 mg/g. Os dados experimentais para a isotermas de adsorção do corante VC em solução aquosa foram modelados segundo as equações dos modelos de Langmuir, Dubinin– Radushkevich (DR) e Freundlich. Na Figura 2 e Tabela 2 estão apresentadas as modelagens e parâmetros da isotermas de adsorção. De acordo com a Tabela 2 o modelo que melhor se ajusta aos dados experimentais, de acordo com os valores de R2, foi o de DR, que pôde estimar bem o valor encontrado experimentalmente de qmáx (6,031 mg/g). Segundo Sposito (1980) que observou uma relação entre o parâmetro n e a distribuição dos sítios do adsorvente quando n≠1, quanto maior o valor de n, maior a heterogeneidade dos sítios de adsorção, o que indica que, neste caso, o adsorvente tem características superficiais heterogêneas. A Tabela 2 nos mostra um valor de E de 0,797 kJ/mol, e no caso de E < 8kJ/mol, indicam que forças físicas podem afetar a adsorção (ÖZCAN e ÖZCAN, 2005; ÖZCAN et al., 2006).

Conclusões

A presente pesquisa mostra que microesferas de Al/Qt possuem um potencial promissor na remoção do corante VC em meio aquoso, chegando a remover cerca de 60% em aproximadamente 20 min. Os dados da cinética de adsorção foram melhor descritos pelo modelo de Lagergren de pseudo segunda ordem. Os dados das isotermas de adsorção tiveram melhor correlação com o modelo matemático de DR. Os valores do parâmetro de heterogeneidade n indicando um sistema heterogêneo. Além disso o modelo de DR indica que o sistema de adsorção pode ter sido afetado por forças físicas em virtude do valor de E encontrado.

Agradecimentos

Referências

ARAMI, M.; LIMAEE, N. Y.; MAHMOODI, N. M.; Evaluation of the adsorption kinetics and equilibrium for the potential removal of acid dyes using a biosorbent Chemical Engineering Journal, v. 139, p. 2-10, 2008.

BULUT, E.; ÖZACAR, M.; ŞENGIL, İ. A. Adsorption of malachite green onto bentonite: equilibrium and kinetic studies and process design. Microporous and Mesoporous Materials, v. 115, p. 234–246, 2008.

DEO MALL, I.; AGARWAL, N. K; SRIVASTAVA, V. C. Adsorptive removal of Auramine-O: Kinetic and equilibrium study. J. Hazard. Mater., v. 143, p. 386 - 395, 2007.

KAVITHA, D.; NAMASIVAYAM, C. Experimental and kinetic studies on methylene blue adsorption by coir pith carbon. Bioresour. Technol., v. 98, p. 14 - 21, 2007.

SRINIVASAN, A.; VIRARAGHAVAN, T.; Decolorization of dye wastewaters by biosorbents: A review. Journal of Environmental Management, v. 91, p. 1915-1929, 2010.
VASQUES, A. R. et al. Adsorção dos corantes RO16, RR2 e RR141 utilizando lodo residual da indústria têxtil. Revista Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 16, n. 3, p. 245-252, 2011.

SPOSITO, G.; Soil Science Society America Journal, 44:1980, 652p.