Montmorilonita K-10 modificada com poli-hidróxi cátions de Fe(III) para remoção de fosfato de águas

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Leite, Samara Tessinari
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Adsorção; Adsorption; Eutrofização; Eutrophication; Fe(III) Polyhydroxy cations; Fosfato; Montmorillonite; Montmorilonita; Phosphate; Poli-hidróxi cátions de Fe(III)
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-16102024-125812/

O excesso de fósforo em ambientes aquáticos desempenha um papel crucial na eutrofização desses corpos d\'água. Assim, torna-se essencial desenvolver materiais capazes de removê-lo eficientemente de efluentes, evitando a contaminação desses ambientes. Neste estudo, a montmorilonita K-10, um argilomineral comercial, foi submetida a modificação com poli-hidróxi cátions de Fe(III) e avaliada como adsorvente de fosfato em comparação com a montmorilonita K-10 não modificada. A incorporação dos policátions não alterou as características estruturais principais da montmorilonita, como comprovado por meio de medidas de área superficial específica, difratometria de raios X, espectroscopia no infravermelho, microscopias eletrônicas e titulações de potencial zeta. Em contrapartida, os materiais modificados com poli-hidróxi cátions de Fe(III) apresentaram um notável aumento na capacidade adsortiva, conforme evidenciado pelas isotermas de Sips. As diferentes proporções de hidroxila-Fe(III) não influenciaram nas capacidades adsortivas. A cinética de adsorção foi mais adequadamente descrita pelo modelo de pseudo-segunda ordem, atingindo o equilíbrio após 120 minutos de contato. Variações de pH entre 4,6 e 8,5 não tiveram impacto nos percentuais de adsorção. Além disso, observou-se um aumento na capacidade adsortiva conforme o aumento da força iônica, sugerindo que a formação de complexos de esfera interna predomina sobre as interações eletrostáticas como mecanismo de adsorção. A presença de diferentes interferentes (ácido húmico, ácido fúlvico, nitrato, nitrito e amônio) não reduziram o desempenho dos materiais na adsorção. Os materiais foram eficazes na remoção de fosfato de três amostras de água contaminada, uma do Rio Pinheiros e duas da Represa Billings, com concentrações de fosfato variando entre 0,0919 e 1,211 mg L-1. A concentração residual de fosfato ficou abaixo do limite de quantificação do método analítico (0,063 mg L-1 em P), sendo inferior à concentração limite de fósforo vigente na legislação CONAMA nº 357, que é de 0,075 mg L-1. Em resumo, a modificação de minerais argilosos com poli-hidróxi cátions de Fe(III) demonstrou ser uma abordagem promissora na produção de adsorventes de fosfato, apresentando capacidades adsortivas próximas ao do adsorvente comercial mais utilizado.