Adsorção de Pb (II), Cd (II) E Cu (II) em argila caulinítica natural e argila natural contendo montmorilonita

The contamination by toxic metals has been a serious environmental problem. Many researches have been developed with the objective the environmental remediation. The adsorption has been one of the most used process by researchers to remove metals in recent years. In this work, it was studied the use...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2012
Main Author: Aragão, Débora Martins lattes
Orientador/a: Alves, José do Patrocínio Hora lattes
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal de Sergipe
Programa: Pós-Graduação em Química
Assuntos em Portugês:
Assuntos em Inglês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:https://ri.ufs.br/handle/riufs/6042
Resumo Português:A contaminação por metais tóxicos representa um sério problema ambiental. Inúmeras pesquisas têm sido desenvolvidas tendo como objetivo a remediação ambiental. A adsorção tem sido um dos processos mais utilizados por pesquisadores nos últimos anos para remover metais. No presente trabalho, foi estudada a utilização das argilas naturais do estado de Sergipe, contendo alto teor de caulinita e montmorilonita como materiais adsorventes para remoção do Pb (II), Cd (II) e Cu (II) em solução aquosa. Foram investigadas as condições de adsorção incluindo tempo de contato, pH e isotermas de adsorção. Na utilização da argila caulinita natural, o equilíbrio de adsorção para os três metais foi alcançado em torno de 30 min, sendo utilizado nos experimentos o tempo de contato de 60 min. Inicialmente, o estudo foi desenvolvido no pH das soluções dos nitratos dos metais (pH 5,2 ± 0,2), obtendo-se uma remoção máxima de 86,0 % para o Pb (II), 43,2 % para Cd (II) e 34,3 % para Cu (II). A avaliação do efeito do pH sobre a adsorção mostrou que o aumento do pH favorece a remoção até certo valor, acima do qual os íons metálicos são precipitados como hidróxidos insolúveis. O pH 7,0 foi determinado como sendo o mais adequado para a remoção do Pb (II) ( 99,9 %), Cd (II) (82,9 %) e Cu (II) (97,9 %). A isoterma de Langmuir foi a que melhor se ajustou aos dados de adsorção obtidos para os três metais, com Qo de 1,51 mg g-1 para o Pb (II); 0,85 mg g-1 para o Cd (II) e 0,42 mg g-1 para o Cu (II). Na aplicação da argila natural contendo montmorilonita, obtiveram-se altas percentagens de remoção para o Pb (II), Cd (II) e Cu (II). O equilíbrio de adsorção foi alcançado nos primeiros minutos, sendo otimizado o tempo de contato de 30 min, com máxima adsorção de 99,54 %, 93,37 %, 99,48 % para o Pb (II), Cd (II) e Cu (II) em pH natural das soluções dos respectivos metais (pH 5,2 ± 0,2). No estudo de pH observou-se que a variação deste mesmo não alterou significativamente a adsorção dos metais. Entre os modelos aplicados, o de Langmuir mostrou-se mais adequado para os três adsorvatos estudados neste trabalho, com Qo de 6,98 mg g-1 para o Pb (II); 1,48 mg g-1 para o Cd (II) e 2,07 mg g-1 para o Cu (II). Os resultados apresentados mostram que as argilas contendo alto teor de caulinita ou montmorilonita apresentam características apropriadas para sua aplicação no processo de adsorção do Pb (II), Cd (II) e Cu (II).
Resumo inglês:The contamination by toxic metals has been a serious environmental problem. Many researches have been developed with the objective the environmental remediation. The adsorption has been one of the most used process by researchers to remove metals in recent years. In this work, it was studied the use of natural clays of the state of Sergipe, with high levels of kaolinite and montmorillonite as adsorbent materials to remove Pb (II), Cd (II) and Cu (II) in aqueous solution. It was investigated the adsorption conditions including contact time, pH and adsorption isotherms. Using kaolinite equilibrium of adsorption for the three metals was reached at about 30 min, and a contact time of 60 min was chosen. In the beginning of study was conducted at pH of metal nitrate solutions (pH 5.2 ± 0.2) resulting in a maximum removal of 86.0 %, 43.2 % and 34.3 % for Pb (II), Cd (II) and Cu (II) respectively. The pH 7.0 was determined to be the most efficient for the removal of Pb (II) ( 99.9 %), Cd (II) (82.9 %) and Cu (II) (97.9 %). The Langmuir isotherm was the model with the best fit to the adsorption data obtained for the three metals, with Qo of 1.511 mg g-1 for Pb (II); 0.853 mg g-1 for Cd (II) and 0.417 mg g-1 for Cu (II). In the application of natural clay containing montmorillonite, it was obtained; high removal percentages for Pb (II), Cd (II) and Cu (II). The adsorption equilibrium was reached in the first minutes and the contact time of 30 min was selected, with maximum adsorption of 99.54 %; 93.37 %; 99.48 % for Pb(II), Cd (II) and Cu (II) in natural pH of metal in the pH (pH 5.2 ± 2). In pH study, it was observed that the pH variations did not alter significantly the adsorption of metals. Among the models applied, Langmuir was the best fitted one for the three adsorbents applied in this work with Qo of 6.98 mg g-1 1.48 mg g-1 and 2.07 mg g-1 for Pb (II), Cd (II) and Cu (II) respectively. The results show clays that have high levels either kaolinite or montmorillonite show appropriate features for application in the process of adsorption of Pb (II), Cd (II) and Cu (II).