Adsorção dos corantes Auramina-O e Safranina-T em bagaço de cana carboxilado : estudos em sistemas mono- e bicomponente em batelada.

Abstract

As indústrias têxteis são as grandes responsáveis pelo lançamento de efluentes contendo corantes em corpos d’água, os quais contribuem para o desequilíbrio ambiental, além de serem nocivos à saúde humana. Logo, faz-se necessário o estudo de métodos que sejam capazes de remover corantes de efluentes. Diante da busca por métodos de remoção de corantes, aqueles baseados em fontes renováveis têm despertado um grande interesse científico. Os materiais lignocelulósicos são alguns dos biomateriais mais estudados, os quais permitem introduzir em suas superfícies uma diversidade de grupos funcionais, obtendo-se materiais de baixo custo com elevada capacidade de adsorção em meio aquoso. Neste trabalho foi sintetizado, a partir do bagaço de cana-de-açúcar, um adsorvente para ser utilizado na remoção de corantes de soluções sinteticamente contaminadas, por processo de adsorção em batelada. A modificação química do bagaço de cana foi realizada utilizando o anidrido trimelítico (AT), sendo obtido um novo material contendo grupos carboxílicos introduzidos em sua estrutura (BAT). O material modificado foi caracterizado pelo ganho de massa, quantidade de grupos funcionais introduzidos no material (nCOOH) e ponto de carga zero (PCZ), além das técnicas de FTIR, MEV, EDX, BET e análise elementar de C, H e N. Para os estudos de adsorção em sistemas mono- e bicomponente, utilizaram-se os corantes básicos modelo Auramina-O (AO) e Safranina-T (ST). Foram avaliados no processo de adsorção a influência da dosagem de BAT, velocidade de rotação, pH da solução, tempo (cinética) e concentração inicial de AO e ST (isoterma). A adsorção foi estudada nos valores de pH 4,5 e 7,0. A capacidade de adsorção máxima (Qmáx) obtida em sistema monocomponente em valor de pH 4,5 para AO foi 0,985 mmol g-1 e em valor de pH 7,0 foi 1,119 mmol g-1, enquanto para ST em valor de pH 4,5 foi 0,660 mmol g-1 e em valor de pH 7,0 foi 1,322 mmol g-1. Em sistema bicomponente, em valor de pH 4,5, os valores de Qmáx foram 0,373 mmol g-1 para AO e 0,476 mmol g-1 para ST e em valor de pH 7,0 foram 0,752 mmol g-1 para AO e 1,160 mmol g-1 para ST. Os modelos de isoterma utilizados para avaliar os dados de equilíbrio em sistemas monocomponente foram o de Langmuir, Sips, Redlich-Peterson, Dubinin-Radushkevich, Hill-de Boer, Fowler-Guggenheim, enquanto a Teoria da Solução Adsorvida Real (RAST) foi usada para avaliar os dados de equilíbrio em sistemas bicomponente. Os modelos de cinética de pseudo primeira ordem, pseudo segunda ordem e Elovich foram utilizados para modelar os dados de cinética em sistemas monocomponente, enquanto o modelo de Corsel foi usado para modelar o sistema bicomponente. A afinidade dos sítios de adsorção pelos corantes foi analisada usando o modelo de Scatchard. As variações na entalpia de adsorção (ΔadsH°) foram medidas por meio da técnica da calorimetria de titulação isotérmica (ITC) para os sistemas monocomponente em valores de pH 4,5 e 7,0. Esses valores foram usados juntamente com os valores de variação na energia livre de adsorção (ΔadsG°) para se obter as variações na entropia de adsorção (ΔadsS°) para um melhor entendimento da interação entre os corantes AO e ST e BAT. Estudos de dessorção e re-adsorção foram realizados e o adsorvente BAT apresentou um grande potencial para ser empregado em mais de um ciclo de adsorção.