Modificação de materiais lignocelulósicos através de reações de oxidação para adsorver cátions metálicos em solução aquosa.
No Thumbnail Available
Date
2016
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
A contaminação de corpos d’água por efluentes industriais é um crescente problema ambiental, principalmente quando causada por metais pesados, que são tóxicos, não biodegradáveis e bioacumulativos por meio da cadeia alimentar, causando várias doenças. Dessa forma, a remoção destes poluentes dos efluentes industriais se mostra uma preocupação importante. A bioadsorção é um processo de tratamento de águas residuais que tem atraído considerável interesse na remoção deste tipo de contaminante. Neste contexto, o presente trabalho de dissertação visou preparar novos materiais adsorventes para a remoção de íons metálicos em solução aquosa. Foram preparados um adsorvente, a partir da celulose, e outro, a partir do bagaço de cana-de-açúcar, para serem utilizados na remoção, em regime de batelada, dos metais tóxicos cobre e cobalto em soluções aquosas, idealmente contaminadas. Por meio de reação de oxidação (NaNO2 / H3PO4), foram introduzidas funções ácido carboxílico nas estruturas da celulose (C) e do bagaço de-cana-de açúcar (B1), originando os materiais celulose oxidada (COX) e bagaço de cana - de - açúcar oxidado (BOX1), respectivamente. A oxidação dos materiais foi investigada, considerando o efeito da quantidade de NaNO2 e H3PO4 e do tempo de reação através da análise da porcentagem de ganho de massa (pgm) e perda de massa (ppm) e do número de funções ácidas (nCOOH) introduzidas. As modificações na celulose e no bagaço de cana - de - açúcar foram avaliadas pelas técnicas de FTIR, TGA e PCZ. O estudos de adsorção em batelada foram realizados empregando os metais cobalto(II) e cobre(II). O pH considerado ótimo para os estudos de adsorção foi de 5,5, tanto para o Cu2+ quanto para o Co2+. Para a adsorção de Cu2+ nos dois materiais, o modelo cinético que melhor se ajustou aos dados experimentais foi o modelo de pseudo segunda ordem e para o íon Co2+ foi o modelo de pseudo primeira ordem. Foram utilizados os modelos de isoterma de Langmuir, Freundlich e Sips. O COX apresentou capacidade de adsorção máxima (Qmáx) de 74,36 e 41,24 mg/g, para Cu2+ e Co2+, respectivamente, e o BOX1 apresentou Qmáx de 38,07 e 23,64 mg/g para Cu2+ e Co2+, respectivamente. Os estudos de dessorção e readsorção mostraram a potencialidade de reutilização do adsorvente. O parâmetro termodinâmico de adsorção foi determinado a partir da energia livre padrão ΔadsG°, utilizado para discutir o mecanismo de adsorção dos metais em COX e BOX1.
Description
Programa de Pós-Graduação em Química. Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Keywords
Adsorção, Metais pesados
Citation
RODRIGUES, Josilene Aparecida Vieira. Modificação de materiais lignocelulósicos através de reações de oxidação para adsorver cátions metálicos em solução aquosa. 2016. 85 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2016.