Adsorção de corantes têxteis aniônicos e catiônicos em resíduos do processamento de fios de algodão modificados quimicamente

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Scremin, Lucas Blitzkow
• Orientador(a): Fontana, Jose Domingos
• Banca de defesa: Fontana, Jose Domingos, Sierakowski, Maria Rita, Liz, Marcus Vinicius de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Teares; Adsorção; Indústria Têxtil - Eliminação de resíduos; Tecnologia ambiental; Looms; Adsorption; Textile industry - Waste disposal; Green technology
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS::TECNICAS CONVENCIONAIS DE TRATAMENTO DE AGUAS
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1659

A indústria têxtil gera grande volume de efluente de elevada carga orgânica e coloração pela presença de corantes residuais. Devido às implicações ambientais causadas se têm buscado formas de remover esses compostos dos efluentes. O processo de adsorção é considerado eficiente na remoção de corantes dos efluentes e materiais de baixo custo tais como resíduos agroindustriais (e.g. bagaço de cana-de-açúcar) e industriais (e.g. resíduo de algodão dos teares ou pó de varredura – PV) normalmente modificados quimicamente se mostram como uma alternativa de tratamento. Foram inseridos grupamentos amino quaternário (DEAE+) e metil carboxílico (CM-) na estrutura celulósica do PV com o objetivo de gerar uma capacidade de troca nesta matriz inicialmente inerte e consolidar a capacidade de sequestro de corantes têxteis. As matrizes iônicas obtidas foram avaliadas em relação: pH do ponto de carga zero (pHpcz), eficiência da retenção de corantes têxteis em diferentes condições experimentais (e.g. concentração inicial, temperatura, tempo de contato) a fim de determinar os parâmetros cinéticos e termodinâmicos do processo de adsorção em batelada, biodegradabilidade das matrizes saturadas com corante, regeneração das matrizes e avaliação em amostras de efluente têxtil real. Foi observada alteração do pHpcz das matrizes CM--PV (6,07) e DEAE+-PV (9,66) em comparação ao material nativo (6,46), comprovando alteração na carga superficial total. As matrizes se mostraram eficientes para a remoção dos corantes têxteis avaliados nas condições experimentais. Os dados cinéticos do processo de adsorção se ajustaram melhor ao modelo de pseudosegunda ordem, sendo que o modelo de difusão intrapartícula sugere um processo multi-etapas. O tempo necessário para o sistema atingir o equilíbrio variou conforme a concentração inicial da solução de corante, sendo mais rápido em soluções mais diluídas. O modelo de isoterma de Langmuir se ajustou melhor aos dados experimentais. A capacidade máxima de adsorção variou de forma distinta para cada corante, estando relacionada à interação adsorvente/adsorvato e a estrutura química do corante. Poucos corantes obtiveram uma variação linear da constante de equilibro (ka) em função do inverso da temperatura e puderam ter seu comportamento termodinâmico avaliado. Destes, os corantes BR18:1 e AzL apresentaram características de um processo de adsorção endotérmico (ΔH° positivo), já o VmL de processo exotérmico (ΔH° negativo). Os valores de ΔG° sugerem que a adsorção ocorre de forma espontânea, exceto para o corante BY28, e os valores de ΔH° indicam que a adsorção se dá pelo processo de quimiossorção. Houve redução de 31 a 51% da biodegradabilidade das matrizes carregadas com os corantes. O ensaio de regeneração indicou que as matrizes podem ser reutilizadas pelo menos até cinco vezes sem perda de desempenho. A matriz DEAE+-PV mostrou-se eficiente para a remoção de coloração presente em efluente têxtil, atingindo uma redução da área espectral UV-Visível de até 93 % (proporção de 15 g da matriz por litro de efluente). A gama de matéria colorida removida por parte das matrizes variou de 40,27 a 98,65 mg g-1 de matriz ionizada, dependendo da estrutura.