Utilização de nanomateriais de grafite para adsorção de corantes têxteis aniônicos

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: OLIVEIRA, Eveline Haiana Costa de
• Orientador(a): MOTTA SOBRINHO, Maurício Alves da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Engenharia Quimica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Engenharia Química; Nanomateriais; Grafeno; Adsorção; Cinética; Equilíbrio; Estudo termodinâmico
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/24734

Os efluentes provenientes da indústria têxtil não devem ser descartados diretamente nos corpos de água sem um tratamento adequado. Entretanto, a remediação desses efluentes não é simples, e o desafio consiste em encontrar um tratamento seguro, economicamente viável, adequado e sustentável.Neste trabalho foi avaliado o potencial de adsorção de corantes têxteis em nanomateriais de grafite. Foi realizada a adsorção dos corantes Drimarem Azul Marinho CL-R p (DA), Vermelho Direto 80 (VD), Chrysophenine (CH) e Eosina Amarela (EA) em nanofolhas de grafeno comercial xGnP® - NG. Foi sintetizado um óxido de grafeno (GO) e a partir dele um óxido de grafeno reduzido (RGO). As NG foram caracterizadas por intermédio do pHPCZ, espectroscopia Raman, difração de Raios-X, Microscopia eletrônica de Transmissão (TEM), Microscopia de Força Atômica (AFM) e área superficial específica. A influência da quantidade de massa do adsorvente, da concentração da solução e do tempo de agitação do processo sobre a capacidade de remoção do sistema foi estudada por meio de um planejamento experimental. Obtiveram-se como valores otimizados 0,01 g, 100 mg.L-1 e 2h para os corantes DA, VD e EA, e 0,01 g, 50 mg.L-1 e 2h para o corante CH. O estudo da adsorção ao longo do tempo foi avaliado por intermédio de dois modelos cinéticos: o de pseudoprimeira ordem (PPO) e o de pseudossegunda ordem (PSO). O modelo PSO foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais para todos os corantes avaliados, apresentando as seguintes constantes cinéticas: 0.008492 s-1 para DA; 0.0165 s-1 para VD; 0.04583 s-1 para CH; e 0.00172 s-1 para EA. Além disso, o equilíbrio de adsorção foi analisado utilizando-se o modelo de isotermas de BET. Os dados do corante DA ajustaram-se melhor ao modelo de BET tipo IV, apresentando uma capacidade de adsorção na monocamada de 17,7 mg.g-1. Já para os corantes VD, CH e EA foram ajustados por BET Tipo II, com os seguintes valores para a capacidade máxima de adsorção na monocamada: 26 mg.g-1 para o corante VD, de 19 mg.g-1 para o corante CH e 66 mg.g-1 para o corante EA, todos em temperatura de 26 ºC. Foi realizado um estudo de equilíbrio termodinâmico, e o valor negativo da entalpia sugere que o processo foi de natureza exotérmica para todos os corantes avaliados. Além disso, os dados de entropia mostraram a ocorrência de uma diminuição da desordem na interface sólido-solução durante a adsorção no sistema. Com isso, os valores negativos da energia livre de Gibbs indicam que o processo de adsorção em NG para os corantes avaliados é espontâneo e que tende a ser mais favorável à medida que a temperatura diminui. As NG utilizadas foram reutilizadas para a realização de novos ensaios de equilíbrio com o corante DA por quarto ciclos de utilização. O GO e o RGO sintetizados foram avaliados como adsorventes para o corante DA, obtendo-se para o GO na monocamada q = 13,4 mg.g-1 e para o RGO q = 23,4 mg.g-1. Os resultados mostraram a aplicabilidade do material estudado.