Estudo da adsorção e dessorção de fármacos em biocarvão obtido do caroço de açaí

Abstract

O consumo do fruto do açaí (Euterpe oleracea) tem aumentado amplamente em todo o mundo, resultando em um aumento significativo na demanda por sua polpa. Como resultado, as pequenas comunidades produtoras acabam com grandes quantidades de resíduos de endocarpo de açaí, criando problemas de poluição ambiental local. Portanto, rotas químicas e físicas foram investigadas para a produção de adsorventes de endocarpo de açaí para propor uma solução localmente viável para este problema. O primeiro material foi obtido por ativação química em alta temperatura, utilizando ZnCl2 (CAA); e o segundo material por ativação física do material precursor (CA). As propriedades físico-químicas e morfológicas dos adsorventes foram analisadas. E, em seguida, foram feitos estudos de adsorção para remoção de clonazepam (CZM), cloroquina (CQN) e diclofenaco monossódico (DCL), reuso dos adsorventes, e a toxicidade das soluções finais foi avaliada. Os resultados revelaram que a rota química gerou biocarvão com cerca de duas vezes a área superficial e volume de poros (762 m2.g−1 e 0,098 cm3.g−1) do que a rota física (498 m2.g−1 e 0,048 cm3.g−1), ocorreu neutralização do pHpcz de 9,47 (CA) para 6,86 (CAA). Dentre os modelos de isoterma estudados, o modelo de Sips descreveu melhor o equilíbrio de adsorção para CZM e DCL para ambos os biocarvões (CA e CAA), com valores de qs de 26,94 e 61,86 mg.g−1; 22,71 e 48,82 mg.g−1, respectivamente. O modelo de Freundlich foi o que melhor se ajustou para a remoção de CQN para ambos os adsorventes. Na avaliação cinética, o modelo que melhor se ajustou, dentre os analisados, foi o pseudo-segunda ordem de acordo com os parâmetros de R2, valores de resíduos e o AIC. A adsorção dos fármacos ocorrera de forma favorável e espontânea em todas as variações de temperaturas estudadas, em ambos os biocarvões. Os valores positivos de ΔHo indicam que o processo é endotérmico (CZM e CQN), por outro lado, foi obtido valor negativo de ΔHo para DCL o que representa um processo exotérmico. Mesmo comportamento foi encontrado para a ΔSo, tendo valores positivos para CZM e CQN o que indica que a interação entre contaminante e adsorvente ocorreu aleatoriamente na interface sólido- líquido e valor negativo para DCL demonstra a diminuição do nível de ordem do sistema durante o processo de adsorção. Para os estudos de reuso, o CAA permaneceu estável por até três ciclos, para adsorção de CZM e DCL. Além disso, a toxicidade final diminuiu após o tratamento adsortivo. Portanto, a ativação química pode ser utilizada como um método simples e eficaz para a produção de adsorventes como uma forma elegante de agregar valor aos resíduos da produção do açaí, auxiliando na solução dos problemas ambientais locais.