Extração, caracterização e utilização de lignina de Eucalyptus grandis na remoção do corante azul de metileno

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Cemin, Alexandra
• Orientador(a): Giovanela, Marcelo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Adsorção; Lignina; Eucalyptus grandis; Azul de metileno
• Palavras-chave em Inglês: Adsorption; Lignina; Eucalyptus grandis; Methylene Blue
• Link de acesso: https://repositorio.ucs.br/11338/5106

Nas últimas décadas, os problemas ambientais têm se tornado cada vez mais críticos e frequentes, principalmente em função do desmedido crescimento populacional e do aumento da atividade industrial. O setor têxtil destaca-se nesse cenário por gerar grandes volumes de efluentes contendo corantes. Esses efluentes, quando descartados de forma inadequada no meio ambiente, são responsáveis pela contaminação de vários ecossistemas, principalmente dos sistemas aquáticos, os quais são indispensáveis à vida e à manutenção do equilíbrio no planeta. Em virtude do maior rigor da legislação e da crescente conscientização ambiental, o aprimoramento e o desenvolvimento de novas tecnologias para o tratamento de efluentes dessa natureza tem sido alvo de grande interesse pela comunidade científica. Nesse contexto, a adsorção tem se mostrado como uma técnica promissora para a remoção de cor, uma vez que apresenta custo relativamente baixo, além de possuir considerável eficiência. Considerando os aspectos mencionados, esse trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência da lignina de Eucalyptus grandis na remoção do corante azul de metileno de soluções aquosas sintéticas. Inicialmente, realizou-se a coleta, o processamento da serragem de eucalipto e extração da lignina desse resíduo de madeira. Em seguida, a lignina isolada foi caracterizada por meio de várias técnicas, tais como análise elementar, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia de ressonância magnética nuclear de carbono-13 no estado sólido, análise termogravimétrica, microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo e pirólise acoplada à cromatografia gasosa e à espectrometria de massas. A área superficial específica, o tamanho médio de poros, bem como o pH no ponto de carga zero foram igualmente determinados. A capacidade de adsorção da lignina de eucalipto foi posteriormente investigada em sistema de batelada, após a influência de parâmetros experimentais, como concentração inicial de corante, massa de lignina, pH do meio, velocidade de agitação do sistema e temperatura terem sido previamente otimizados. Em geral, as análises de caracterização evidenciaram a presença de vários grupos funcionais oxigenados, dentre eles hidroxilas fenólicas e metoxilas, e de anéis aromáticos na estrutura química da lignina, acompanhada de uma morfologia bastante heterogênea, além de uma área superficial relativamente baixa (20 m2 g-1) em relação a outros materiais lignocelulósicos. Verificou-se ainda que o pHPCZ necessário para neutralizar a superfície do material é igual a 3,15, e que essa característica influencia diretamente a capacidade de adsorção do material. No que se refere ao equilíbrio de adsorção, a isoterma de Langmuir foi a que melhor se ajustou aos resultados experimentais (R² = 0,9540), apresentando, respectivamente, uma constante isotérmica de Langmuir (kL) é igual a 0,0228 L mg-1 e uma capacidade máxima de adsorção (qm) igual a 31,97 mg g-1. Do ponto de vista termodinâmico, os resultados evidenciaram um processo espontâneo (com valores de ΔG°ads < 0), físico e endotérmico (ΔH°ads = + 38,64 kJ mol-1), e que ocorre com um aumento da aleatoriedade do sistema (ΔS°ads = + 141,26 J mol-1 K-1). Em relação à cinética de adsorção, o modelo de pseudossegunda ordem foi o que melhor descreveu o processo. Por fim, a lignina de Eucalyptus grandis mostrou ser um bom adsorvente para a remoção do corante catiônico azul de metileno, podendo ser reutilizado, por no mínimo quatro vezes, sem perda significativa de sua capacidade adsorvente.(sic)