Aplicação do compósito OG/aFe2O3 imobilizado em macroalga marrom para adsorção de corantes e metais em coluna de leito fixo

Abstract

A contaminação dos recursos hídricos por metais tóxicos e corantes orgânicos provenientes de efluentes industriais configura um problema ambiental e de saúde pública de grande relevância. Entre as alternativas de pós-tratamento, para a remoção destes contaminantes, a adsorção apresenta vantagens como elevada eficiência, simplicidade operacional e possibilidade de regeneração do material. Neste trabalho, foi desenvolvido e aplicado um compósito formado por óxido de grafeno decorado com hematita (OG/αFe₂O₃) imobilizado em macroalga marrom para a remoção simultânea do corante catiônico Azul de Metileno (AM) e do íon metálico Chumbo (Pb²⁺) em sistema contínuo de coluna de leito fixo. O compósito derivado de alga foi obtido por oxidação do grafite seguido de cristalização e em seguida imobilizado em biomassa derivada de alga previamente tratada. O material foi caracterizado por MEV/EDS para identificação da morfologia da superfície junto com à identificação da presença do ferro na produção do OG/aFE2O3. Nos ensaios, analisando as curvas de ruptura, o material apresentou elevada capacidade de adsorção, o AM apresentou capacidade de adsorção até a ruptura e máxima de 26,54 mg.g-1 e 80,87 mg.g-1, enquanto o Chumbo 69,50 mg.g-1 e 122,12 mg.g-1. Já o tempo de ruptura e exaustão foram de 47h e 240h para o AM e 24h e 94h para o chumbo (Pb+2). A hematita incorporada agiu como catalisador no processo de fotocatálise heterogênea. O experimento foi realizado em triplicata, com taxas de remoção do corante AM em 98,07, 97,97 e 98,44%, promovendo degradação significativa do corante, favorecendo a regeneração do adsorvente. Ademais foi realizado análise de COT (Carbono Orgânico Total) antes e após da fotocatálise, o experimento ocorreu em triplicata e obteve uma redução de 98,51% (±) 0,05 de COT. Além disso, a etapa de dessorção química possibilitou a recuperação eficiente do chumbo, com recuperação de 70,08%, viabilizando seu reaproveitamento e aumentando da sustentabilidade no processo. Os resultados demonstram o potencial do compósito em processos contínuos, destacando o uso de OG em colunas de leito fixo que associam adsorção e fotocatálise no tratamento de efluentes.