Avaliação de adsorventes preparados a partir de sementes de graviola na remoção de corantes têxteis

Abstract

O crescimento da produção industrial levou a um aumento na geração de resíduos, o que resultou em diversas consequências ambientais, como o descarte inadequado de biomassas agroindustriais. Uma das formas para amenizar este problema é o reaproveitamento dos resíduos na produção de adsorventes para remoção de contaminantes do meio aquoso. Dentre esses contaminantes, os corantes sintéticos merecem destaque devido ao impacto ambiental causado quando não tratados corretamente, que colocam em risco o ecossistema e a vida da população. Diante do exposto, este trabalho teve como objetivo avaliar adsorventes produzidos a partir de sementes de graviola (in natura (IN), carbonizado (NC), ativado quimicamente (CA), tratado termicamente com ácido à 80°C (NTA), carbonizado tratado com ácido (CTA) e carbonizado tratado com base (CTB)) para remoção dos corantes azul reativo BF-5G (AR) e do vermelho direto 227 (VD) em busca de um sistema adsorvente/adsorvato adequado a partir de teste preliminar. Durante o estudo foram definidas as condições de operação, avaliada a evolução cinética, realizado o estudo de equilíbrio da adsorção e, por fim, foi investigado a possibilidade de regeneração do adsorvente empregando a remoção do adsorvato por meio de dessorção ou da degradação através de processos oxidativos avançados. Dentre os adsorventes testados, o CA obteve melhores resultados principalmente na remoção do corante AR, sendo esse o sistema selecionado. Foi observado um aumento na superfície e do volume dos poros e uma diminuição em seu diâmetro após a ativação, além de uma maior quantidade de grupos funcionais oxigenados ácidos em sua superfície, que favorecem a adsorção. O material apresentou pHPcz igual a 2,4. As condições que apresentaram uma maior eficiência para o processo em pH igual a 6 foram: granulometria inferior a 0,090 mm, velocidade de agitação igual a 200 rpm, relação massa de adsorvente por volume de solução igual a 2 g·L-1. O estudo cinético realizado após definição dessas condições operacionais teve duração de 5 h, no qual o sistema atingiu o equilíbrio em 4 h. Foi observado um melhor ajuste ao modelo de pseudo-segunda ordem em ambos os comprimentos de onda avaliados, indicando que o processo depende da quantidade de espécies químicas adsorvidas na superfície do adsorvente bem como da quantidade adsorvida ao atingir o equilíbrio. Além disso, foi possível determinar que o processo é limitado por duas ou mais etapas, conforme os modelos de Weber-Morris e Boyd. No estudo de equilíbrio o modelo que melhor representou os dados foi o de Freundlich com n igual a 2,08 em 313 nm e 2,53 em 602 nm, indicando que a adsorção ocorre em multicamadas e a superfície do adsorvente é heterogênea. Dentre os métodos regeneração do adsorvente, a dessorção obteve melhor resultado quando foi utilizado HNO3, com remoção no segundo ciclo de 51,1% em 313 nm e 48,8% em 602 nm. Dentre os processos oxidativos avançados avaliados para regeneração do CA, o que promoveu maior remoção no segundo ciclo foi o Fenton com 38,6% em 313 nm e 38,3% em 602 nm. No entanto, a fotólise se mostrou uma alterativa mais viável, pois dispensa o uso de catalisador e peróxido de hidrogênio, alcançando um percentual de remoção de 33,1% em 313 nm e 32,1% em 602 nm. Diante do exposto, CA mostrou ser um adsorvente com potencial técnico para remoção do corante AR em meio aquoso.