TESTES DE ADSORÇÃO DE CORANTES POR UMA VERMICULITA SÓDIO ATIVADA SINTETIZADA POR UMA NOVA ROTA DE SÍNTESE

ÁREA

Química Inorgânica

Autores

Rente, A.F.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Moraes, D.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Rente, A.F.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Silva, L.N. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Rieiro, M.J.F. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Rodrigues, E.M.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Figueira, B.A.M. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ)

RESUMO

O objetivo deste trabalho é analisar a performance de adsorção dos corantes azul de metileno (MB) e alaranjado de metila (MO) em diferentes concentrações utilizando como adsorvente uma vermiculita sódio ativada sintetizada por uma nova rota de síntese. A vermiculita ativada removeu 99% do MB dá água, resultado superior ao de uma zeólita A (40% de remoção) apresentada na literatura com o mesmo propósito. Os testes de adsorção não foram satisfatórios para o MO

Palavras Chaves

adsorção; vermiculita; azul de metileno

Introdução

A utilização de corantes vem sendo amplamente explorada pelas indústrias têxteis, alimentícias, automobilísticas, de papel, entre outras. Os resíduos aquosos destes processos, quando não devidamente tratados são responsáveis pela contaminação de um grande número de efluentes industriais, pois, no ambiente aquático impede a penetração da luz solar, alterando assim a atividade fotossintética, a solubilidade do oxigênio, resultando em efeitos tóxicos no meio ambiente, entre vários efeitos nocivos a biota (LAU et al, p. 34206, 2015). Para minimizar esses impactos, diversos materiais, principalmente os oriundos de rejeitos da indústria mineral, em virtude do menor valor agregado, estão sendo testados como adsorventes ou insumos de partida para sua produção, tais como a zeolita A-LDH (SILVA et al, p. 163, 2018). Assim, há o interesse em se investigar a performance na adsorção de corantes em outros materiais sintetizados que se mostraram promissores em outros tipos de processos, como uma vermiculita sódio ativada obtida por uma nova rota de síntese que se mostrou eficiente na remoção de íons Cu2+ em águas de barragem de rejeito (MORAES et al, p. 34, 2019).

Material e métodos

Testes de adsorção foram realizados com uma vermiculita bruta e outra sódio ativada estudadas por Moraes et al, p. 35, 2019, utilizando os corantes azul de metileno (Código MB - Dinâmica) e alaranjado de metila (MO - Êxodo) em solução. A performance na remoção dos corantes foi realizada pela comparação dos resultados obtidos com os de uma zeólita comercial A (CAS 1318-02-1, SigmaAldrich) relatada como padrão neste tipo de tratamento por Silva et al (p. 164, 2018). Previamente a esses experimentos, foi determinado para as amostras de vermiculita o ponto de carga zero (PZC) (ROBLES and REGALBUTO, p. 4, 2004), nesta determinação, 20 mg de amostra foi adicionada a 20 mL de solução aquosa de NaCl 0,1 mol.L-1 sob 12 condições iniciais de diferentes valores de pH (1, ... , 12), ajustados com soluções de HCl ou NaOH (0,1 mol.L-1). Os experimentos de adsorção foram realizados com 10 mg do adsorvente a uma solução de 7,5 mL dos corantes em concentrações de 5, 10 e 20 mg.L-1, sob agitação (240 rpm), valor de pH de aprox. 7 e a temperatura ambiente por um período de 1 h, após esse tempo as amostras foram centrifugadas a 3000 rpm por 1 min. A concentração dos corantes no sobrenadante foi analisado usando um espectrofotômetro Varian Cary 50 Probe UV no comprimento de onda λ = 665 nm para a solução de MB e λ = 464 nm para o MO. Todos os experimentos foram realizados em duplicata e apenas as médias são apresentadas, a remoção dos corantes (%) foi determinada usando a eq. 1 (SILVA et al, p. 164, 2018). % removida= ((ci-cf)/(ci))x100 eq.01 onde: Ci e Cf são as concentrações iniciais e finais dos corantes em solução (mg.L−1), respectivamente.

Resultado e discussão

Os corantes investigados apresentam características iônicas diferentes, azul de metileno catiônico, alaranjado de metila aniônico, fator que implica na adsorção, devido a carga negativa predominante na superfície do adsorvente, confirmado pelo PCZ (Figura 1). Resultados da adsorção do MB são apresentados na figura 2, para o MO não são apresentados os resultados devido as amostras de vermiculita não serem efetivas na remoção deste tipo de corante. A melhor condição de remoção do azul de metileno pela zeólita A foi 40% a porcentagem de remoção do corante, concentração inicial de 5 mg.L-1, pH 9, 10 mg de adsorvente/10 mL de solução do corante, tempo de contato de 14 h (SILVA et al., p. 164, 2018); Para a vermiculita sódio ativada investigada nesta pesquisa, a melhor condição encontrada foi: 99% a porcentagem de remoção, concentração inicial de 5 mg.L-1, pH aprox. 7, 10 mg de adsorvente/7,5 mL de solução, tempo de contato de 1h. Esses resultados foram superiores ao da vermiculita bruta em todas as condições executadas.

Figura 1. Ponto de carga zero (A) vermiculita bruta, (B) sódio ativada.


Figura 2. Eficiência na remoção (%) do corante azul de metileno em solução pela vermiculita bruta e sódio ativado.

Conclusões

A eficiência da vermiculita sódio ativada como adsorvente foi obtida pela comparação de seu desempenho muito maior na remoção do azul de metileno que a zeólita A apresentada pela literatura. A remoção se deu exclusivamente para um corante catiônico devido a característica superficial do adsorvente, isto sugere que novos testes sejam realizados com compostos que apresentem esta propriedade. A capacidade de adsorção do material ativado superior ao bruto nas melhores condições estudadas, demonstra que o tratamento de sódio ativação empregado foi também razoável para este tipo de teste, pois, tanto os materiais bruto e sódio ativado se mostraram mais eficientes que a zeólita A, apontando uma potencial aplicabilidade para remoção deste poluente em águas residuais oriundas de processos industriais.

Agradecimentos

Referências

LAU, Y. Y.; WONG, Y. S.; TENG, T. T.; MORAD, N.; RAFATULLAH, M.; ONG, S. A. Degradation of cationic and anionic dyes in coagulation–flocculation process using bi-functionalized silica hybrid with aluminum-ferric as auxiliary agent. RSC Advances n. 5, 34206–34215, 2015.

MORAES, D. S., RODRIGUES, E. M. S., LAMARÃO, C. N., MARQUES, G. T., RENTE, A. F. S. New sodium activated vermiculite process. Testing on Cu2+ removal from tailing dam waters. Journal of Hazardous Materials n. 366, 34–38, 2019.

REGALBUTO, J. R.; ROBLES, J. O. The engineering of Pt/carbon catalyst preparation for application on proton exchange fuel cell membrane (PEFCM). Catalysis Laboratory, University of Illinois at Chicago, 2004.

SILVA, L. N., MORAES, D. S., SANTOS, S. C. A., CORRÊA, J. A. M. Joint synthesis of Zeolite A-LDH from mineral industry waste. Applied Clay Science n. 161, 163–168, 2018.