Potencialidade do tratamento eletroquímico oxidativo associado à adsorção para remediação de corantes têxteis

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a potencialidade do tratamento eletroquímico oxidativo em conjunto com a adsorção utilizando a perlita expandida como adsorvente, na remoção dos corantes têxteis Vermelho de Remazol e Azul de Novacron em efluentes sintéticos. As amostras dos corantes e...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2015
Main Author: Souza, Sheila Pricila Marques Cabral de
Orientador/a: Fernandes, Nedja Suely
Co-advisor: Huitle, Carlos Alberto Martinez lattes
Format: Tese
Language:por
Published: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
Assuntos em Português:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/21005
Citação:SOUZA, Sheila Pricila Marques Cabral de. Potencialidade do tratamento eletroquímico oxidativo associado à adsorção para remediação de corantes têxteis. 2015. 124f. Tese (Doutorado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015.
Resumo Português:O presente trabalho teve como objetivo avaliar a potencialidade do tratamento eletroquímico oxidativo em conjunto com a adsorção utilizando a perlita expandida como adsorvente, na remoção dos corantes têxteis Vermelho de Remazol e Azul de Novacron em efluentes sintéticos. As amostras dos corantes e da perlita foram caracterizadas pelas técnicas de Termogravimetria (TG), Calorimetria exploratória diferencial (DSC), Espectroscopia na região do infravermelho (IV), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Difração de raios X (DRX) e Fluorescência de raios X (FRX). Nas análises envolvendo o tratamento eletroxidativo foram utilizados como ânodos os eletrodos de Ti/Pt e Pb/PbO2 em diferentes condições operacionais, tais como: tempo de 60 minutos, densidade de corrente (20, 40 e 60 mAcm-2), pH (1; 4,5 e 8) e variação de temperatura (20, 40 e 60 ºC). Nas análises de adsorção as condições de trabalho foram: tempo de contato de 40 minutos para o corante Vermelho de Remazol e 30 minutos para o corante Azul de Novacron, pH (1; 4,5 e 8) e variação de temperatura (20, 40 e 60 ºC). Os resultados obtidos indicaram que tanto o tratamento oxidação eletroquímica/adsorção quanto o de adsorção/oxidação eletroquímica foram eficazes na remoção da cor das soluções sintéticas contendo os corantes em estudo. Essa remoção da cor ocorreu de forma diretamente proporcional ao aumento da densidade de corrente, pH e temperatura. O consumo de energia elétrica permitiu avaliar a aplicabilidade do processo eletroquímico, apresentando valores bastante aceitáveis, os quais permitiram estimar o custo do tratamento eletroxidativo; nas análises que envolveram variação de temperatura observa-se que o consumo energético diminui de forma satisfatória uma vez que ao aumentar a temperatura diminui-se o tempo de descoloração do efluente. Com a finalidade de monitorar a remoção da matéria orgânica foram realizadas análises de Carbono orgânico total (COT) e de Cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massas (CG-EM), os resultados obtidos através das análises de COT indicaram que apesar de ter ocorrido uma remoção de cor satisfatória para ambos os eletrodos a remoção do COT se mostrou mais eficiente nas análises em que foi utilizado como ânodo Pb/PbO2 e que a perlita contribuiu de forma considerável na remoção da matéria orgânica produto da oxidação eletroquímica. Já os obtidos por CG-EM mostraram os tipos de intermediários formados, dentre os quais se podem citar: ácido benzóico, ácido ftálico, ácido tiocarbâmico, benzeno, clorobenzeno, fenol-2-etil e naftaleno nas análises realizadas com o corante Vermelho de Remazol e nas análises realizadas com o corante Azul de Novacron observa-se a presença de anilina, ácido ftálico, 1,6-Dimetilnaftaleno, naftaleno e o íon hidroxobenzenosulfonato, os resultados apontam para uma diminuição satisfatória na área dos picos destes intermediários após a utilização da perlita expandida na adsorção, resultado este que já havia sido confirmado pelos dados do COT. Também foram realizados experimentos individuais de oxidação eletroquímica e adsorção levando em consideração os mesmos parâmetros utilizados nas análises integradas de tratamento a fim de confirmar a importância das técnicas integradas outrora mencionadas. Os resultados mostraram que a total remoção da cor foi obtida pela técnica de oxidação eletroquímica em um tempo de 150 minutos (nas técnicas integradas essa remoção ocorreu em 90 minutos), enquanto que a adsorção não conseguiu atingir essa remoção total pelo fato de saturação por parte do adsorvente. Diante do exposto conclui-se que as técnicas sequenciais de oxidação eletroquímica/adsorção e adsorção/oxidação eletroquímica surgem como metodologias eficazes ao tratamento de soluções contendo os corantes, Vermelho de Remazol e Azul de Novacron, uma vez que ambas as técnicas isoladas não produzem o percentual ideal de remoção de cor de efluentes sintéticos contendo os referidos corantes.
This study aimed to evaluate the potential of oxidative electrochemical treatment coupled with adsorption process using expanded perlite as adsorbent in the removal of textile dyes, Red Remazol and Novacron Blue on synthetic effluent. Dyes and perlite were characterized by thermogravimetry techniques (TG), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Spectroscopy infrared (IR), Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and X-ray fluorescence (XRF) techniques. Electrochemical treatments used as anodes, Ti/Pt and Pb/PbO2 under different conditions: 60 minutes, current density 20, 40 e 60 mAcm-2, pH 1, 4.5 e 8 and temperature variation 20, 40 e 60 ºC. In the case of adsorption tests, contact time of 30 minutes for the Remazol Red dye and 20 minutes for Novacron Blue were established, while pH 1, 4.5 e 8, 500 mg adsorbent and temperature variation 20, 40 e 60 ºC were used for both treatments. The results indicated that both treatments, electroxidation/adsorption and the adsorption/electroxidation, were effective for removing color from synthetic solutions. The consumption of electricity allowed to evaluate the applicability of the electrochemical process, providing very acceptable values, which allowed us to estimate the cost. Total organic carbon (TOC) and Gas Chromatography linked mass spectrometer (GC-MS) analyzes were performed, showing that the better combination for removing organic matter is by Pb/PbO2 and perlite. Meanwhile, GC-MS indicated that the by-products formed are benzoic acid, phthalic acid, thiocarbamic acid, benzene, chlorobenzene, phenol-2-ethyl and naphthalene when Remazol Red was degraded. Conversely, aniline, phthalic acid, 1, 6 - dimethylnaphthalene, naphthalene and ion hidroxobenzenosulfonat was detected when Novacron Blue was studied. Analyses obtained through atomic absorption spectrometry showed that there was release of lead in the electrochemical oxidation of analyzes that were performed with the anode Pb/PbO2, but these values are reduced by subjecting the effluent to adsorption analysis. According to these results, sequential techniques electroxidation/adsorption and adsorption/electroxidation are to treat solutions containing dyes.