Portal de Eventos CoPICT - UFSCar, [UFSCar Araras] XXV CIC e X CIDTI - 2018

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Adsorção de Elementos Potencialmente Tóxicos Empregando Biossorvente de Bagaço de Cana-de-Açúcar Nanomodificado.
Juliana Tosta Theodoro Carvalho, Priscila Aparecida Milani, Geórgia Labuto, Elma Neide Vasconcelos Martins Carrilho

Última alteração: 2018-10-09

Resumo


Atualmente, um dos maiores riscos que compromete a qualidade dos efluentes é a sua contaminação por componentes que não são removidos nos processos de tratamento de água e esgoto convencionais. Este trabalho destaca a utilização do fenômeno de biossorção, técnica amplamente empregada em processos de remediação de águas residuárias. O bagaço de cana-de-açúcar (SB) é um resíduo proveniente da moagem da cana e é amplamente encontrado no Brasil, principalmente na região Sudeste do país, que é a principal região produtora. Associado à nanotecnologia, propõe-se o uso de nanocompósitos de SB e nanopartículas ferromagnéticas (Fe3O4) na remoção de íons metálicos presentes em águas contaminadas. Dois nanocompósitos foram sintetizados através do método de coprecipitação, a partir de SB in natura (SB-NP) e lixiviado com ácido (MSB-NP). Os parâmetros investigados para avaliação da eficiência destes biossorventes foram: cinética de sorção, pH no ponto de carga zero (pHPCZ), caracterização por microscopia de varredura eletrônica (MEV), espectroscopia no infravermelho (FTIR), difratometria de raios-x (DRX), e carga superficial destes empregando corantes catiônico e aniônico. O pHPCZ foi determinado na faixa de pH 2 a 12, visando-se conhecer o valor de pH (pHPCZ) no qual as cargas na superfície do compósito passam de catiônicas para aniônicas. Foram obtidos valores de pH = 5,59 (SB-NP) e 5,95 (MSB-NP). No estudo de cinética, a sorção de Cu(II) foi atingida nos 5 min iniciais de contato, atingindo equilíbrio em torno de 60 min. Este teste fornece informações necessárias para se saber como o biossorvente pode ser aplicado e se a sorção ocorre de maneira efetiva e rápida. Na análise elementar, elevados teores de carbono foram encontrados em ambas as biomassas, fato explicado devido aos polissacarídeos presentes em suas estruturas. Na caracterização dos nanocompósitos, a eficiência na impregnação das NP foi demonstrada pelas técnicas de espectroscopia de infravermelho (FTIR), difratometria de raios-x (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). O estudo de FTIR indicou a presença de grupos funcionais OH, CH2 (estiramento metileno), CH, C=O e C-O-C (estiramentos assimétricos) a partir de ácidos carboxílicos, foram encontrados. Também foi observada a banda característica de Fe-O nos nanocompósitos. O diftatograma de DRX comprovou o plano característico da magnetita (3 1 1), indicando a presença das nanopartículas nos nanocompósitos. Através das imagens obtidas por MEV, pode-se avaliar a morfologia dos materiais antes e após a impregnação.  Os testes de sorção de corantes catiônicos e aniônicos indicaram a predominância de cargas negativas na superfície dos biossorventes. A capacidade de sorção (Q) dos nanocompósitos foi verificada através de procedimentos em bateladas, onde Q experimental (Qexp) destes materiais para Cu(II) foi 7,46 mg g-1 (SB-NP) e 11,39 mg g-1 (MSB-NP). Os modelos isotérmicos de Langmuir, Freundlich e Dubinin-Radushkevich foram aplicados aos dados obtidos, onde SB-NP obteve melhor ajuste para Freundlich (r2 = 0,9530) e Dubinin-Radushkevich (r2 = 0,8624), enquanto MSB-NP foi melhor descrito por Langmuir (r2 = 0,9478) e Freundlich (r2 = 0,9613). A proposta da utilização do resíduo agrícola SB nanomodificado para a remoção de metais potencialmente tóxicos em ambientes aquáticos apresenta resultados promissores.


Palavras-chave


Biossorção; íons metálicos; tratamento de águas; nanopartículas.

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