ESTUDO DA REMOÇÃO DO CORANTE VERDE MALAQUITA G POR ADSORÇÃO UTILIZANDO CARBONO ATIVADO

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ambiental

Autores

Neto Andrade de Azevedo, R. (UNIVERSIDADE ESTADUAL VALE DO ACARAÚ) ; Edvar Linhares Junior, F. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ) ; Helena Soares Rodrigues, T. (UNIVERSIDADE ESTADUAL VALE DO ACARAÚ) ; Romão Gondim, D. (UNIVERSIDADE ESTADUAL VALE DO ACARAÚ)

Resumo

O presente trabalho teve como objetivo analisar as melhores condições de adsorção do corante Verde Malaquita G utilizando carbono ativado como adsorvente. Os experimentos foram conduzidos em um homogeneizador sob agitação de 26 rpm em contato com uma solução de corante a pH neutro. Inicialmente determinou-se a massa de adsorvente ideal (10 mg), em seguida o tempo de equilíbrio (2,0 h) e a capacidade máxima de adsorção (21,87 mg g^-1). O modelo de Langmuir se ajustou bem aos dados experimentais e o valor para a constante de Langmuir foi de 0,51 mL mg^-1. A utilização do carbono ativado proporcionou considerável percentual de remoção, acima de 75%. Portanto, o material apresentou desempenho satisfatório na remoção do corante Verde Malaquita G.

Palavras chaves

Adsorção; Carbono Ativado; Corante

Introdução

Os corantes são substâncias com uma vasta aplicação industrial, e tem como função colorir os produtos finais em indústrias de têxteis, papéis, couro, plásticos e alimentos. O descarte inadequado em lagos e rios dos efluentes tóxicos gerados pela utilização dessas substâncias é uma das principais fontes de poluição aquática. A eliminação inadequada desses rejeitos pode representar um perigo iminente ao meio ambiente (SRINIVASAN E VIRARAGHAVAN, 2010). Diversos métodos são utilizados no tratamento de efluentes aquosos para a remoção de corantes. Sendo a adsorção uma técnica de grande eficiência, já que é de baixo custo, baixa necessidade energética e simples operação (ESQUERDO et al., 2014). O carbono ativado é constantemente utilizado para o tratamento de efluentes. O material é geralmente obtido a partir de materiais lignocelulósicos, como madeiras, casca de coco, de arroz, bagaço de cana de açúcar e entre outros, A grande quantidade de poros permite que ele seja um dos adsorventes mais versáteis já utilizados (OLIVEIRA et al., 2014). Devido à grande aplicabilidade do material em indústrias, o trabalho em questão teve como objetivo avaliar as melhores condições de adsorção do corante Verde Malaquita G utilizando o carbono ativo como adsorvente, para isso foi avaliado o percentual de remoção do corante e foram realizados teste de massa, cinética e isoterma.

Material e métodos

Os reagentes utilizados foram o carbono ativado granulado (Vetec) e o corante verde malaquita g (Vetec) com fórmula molecular C₂₇H₃₃N₂.HO₄S e massa molar 475,6 g mol^-1. Para o preparo das soluções utilizou-se água deionizada. Inicialmente, foi determinada a massa do carbono ativado para a realização dos testes de adsorção utilizando um equipamento que opera por tombamento sob agitação de 26 rpm (marca BIOENG). Logo, foram realizados experimentos com diferentes valores de massas do adsorvente, entre 5 e 100 mg, em contato com 3,0 ml da solução do corante verde malaquita g (50 e 100 mg L^-1). Posteriormente, foi determinado o comportamento cinético desse corante no carbono ativado. O tempo de contato entre o adsorvente e solução de corante (25 e 100 mg L^-1) foi entre 5 à 120 min. Com o tempo de equilíbrio estabelecido foram realizados os ensaios de isoterma de adsorção para determinar a capacidade máxima de adsorção do carbono ativado. Nesta etapa foram utilizadas concentrações entre 25 e 250 mg L^-1 diluídas em água deionizada a pH neutro (pH 7,0). Todos os ensaios de adsorção foram realizados em duplicata à temperatura de 25 ºC e os valores de absorbância obtidos, antes e após a adsorção, foram convertidos para valores de concentração, através da curva de calibração previamente obtida. Com o auxílio da equação 1 foram determinados os valores de quantidade adsorvida. q = (Co - Ce)*V/m (eq.1). Onde q representa a quantidade de corante adsorvida por grama de carbono em mg g^-1, e Co a concentração inicial do verde malaquita g em mg L^-1, Ce a concentração do corante (mg L^-1) em equilíbrio com o adsorvente, e m representa a massa em gramas do adsorvente.

Resultado e discussão

Dados na literatura indicam que os carbonos ativados apresentam elevada área superficial e são muito utilizados na remoção de corantes industriais. Com o propósito de investigar a remoção do corante verde malaquita g em carbono ativado, inicialmente determinou-se a massa de adsorvente ideal que foi de 10 mg (dados não mostrados). Logo para todos os outros experimentos foram utilizados 10 mg de adsorvente. Verificando os perfis cinéticos do gráfico da Figura 1 observou-se um decaimento rápido em 40 min de ensaio e a partir de 90 min a concentração final começou a ficar constante e o tempo de equilíbrio foi fixado em 120 min. A partir da Figura 1 também foi possível observar o considerável percentual de remoção do corante nas duas concentrações estudadas, com valores de 97,2% e 76,3%, respectivamente para os perfis cinéticos de 25 e 50 mg L^-1. A partir do perfil de isoterma apresentado na Figura 2 foi possível observar que em baixas concentrações a quantidade adsorvida apresentou valores acima de 15 mg g^-1, valores próximos a capacidade máxima de adsorção, conforme os parâmetros de ajuste do modelo de Langmuir (q_max = 21,87 mg g^-1 e K_L = 0,51 mL mg^-1). Esse comportamento é típico de materiais microporosos, caso do carbono ativado. Confrontando esses valores de quantidade máxima de adsorção com a literatura foi possível constatar que foram valores inferiores, conforme os trabalhos de Da Rosa e colaboradores (DA ROSA et al., 2017).

Perfis cinéticos e de remoção do corante malaquita g utilizando carbono ativado


Perfil de isoterma de adsorção com o corante verde malaquita g (■) e o modelo de ajuste de Langmuir (Linha vermelha).

Conclusões

O presente estudo comprovou o potencial do carbono ativado na remoção do corante verde malaquita g. Onde, o percentual de remoção foi acima de 75%. O modelo de Langmuir se ajustou bem aos dados experimentais e a quantidade máxima de adsorção foi de 21,87 mg g-1 com a constante de Langmuir de 0,51 mL mg-1. Como sugestão para trabalhos futuros, um estudo do pH seria importante para maximizar o potencial deste adsorvente, pois a adsorção de corantes é influenciada pelo pH da solução.

Agradecimentos

Os autores agradecem a UVA, UFC, CNPQ, FINEP e FUNCAP.

Referências

DA ROSA, A. L. D.; LESER, C. F.; BARRETO, M. A. M.; CARISSIMI, E.; MACHADO, A. A. Adsorção em carvão ativado para tratamento de corantes provenientes de efluente de tingimento de ágata. Fenasan, 2017.
ESQUERDO, T. R. S.; CADAVAL, G. L.; DOTTO, G. L.; PINTO, L. A. A. Chitosan scaffold as an alternative adsorbent for the removal of hazardous food dyes from aqueous solutions. Colloid Interface Sci. v. 424, p. 7-15, 2014.
OLIVEIRA, L. R. DE. Remoção De Alumínio Em Sistema Contínuo Por Adsorção Em Coluna De Leito Fixo Com Carvão Ativado. Dissertação de mestrado, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, UFU, 2014.
SRINIVASAN, A.; VIRARAGHAVAN, T. Decolorization of dye wastewaters by biosorbents: A review. J. Environ. Manage. v. 91, p. 1915-1929, 2010.