Estudo de materiais mesoporosos a base de sílica e carbono para adsorção de corantes: adsorção de Rodamina B em SBA-15 E CMK-3

• Autor(a) principal: Moura, Luan do Nascimento de
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/33337
• topic: Materiais Mesoporosos; Mesoporous Materials; Adsorção; Corantes; SBA-15; CMK-3; Rodamina B; Adsorption; Dyes; Rhodamine B

Contaminantes solúveis em água tem causado grande preocupação à comunidade científica devido a seus efeitos prejudiciais imprevisíveis aos biomas e a saúde humana. Corantes são aplicados vastamente em processos industriais e descartados nos corpos de água sem o devido tratamento. Existem diversos estudos de diferentes técnicas aplicadas à remoção de corantes industriais de água residual. A adsorção tem sido amplamente estudada devido ao baixo custo de aplicação e alta performance no tratamento de efluentes. A aplicação de peneiras moleculares em adsorção possibilita o estudo da dinâmica e otimização de tal processo físicoquímico. Os materiais mesoporosos têm grande acessibilidade a moléculas volumosas, como compostos orgânicos e corantes. No entanto, a composição química, área específica e a morfologia dos sistemas porosos desempenham um papel fundamental na adsorção desses compostos. A Rodamina B é um corante orgânico amplamente utilizado na indústria e foi aplicada neste estudo como molécula modelo. Materiais mesoporosos ordenados de sílica (SBA-15) e à base de carbono (CMK-3) foram usados para adsorção da Rodamina B. Os materiais foram sintetizados e caracterizados por difratometria de raio-x (DRX), análise textural por adsorção de N2 e espectroscopia de infravermelho. Os resultados mostram materiais com alta área específica (> 600 m2 /g) e disposição hexagonal do sistema de poros. As medições de adsorção mostram a alta eficiência do CMK-3 na remoção de Rodamina B (>99%), enquanto a SBA-15 remove apenas ~5%. Os resultados indicam que a composição desempenha um papel relevante no processo de adsorção. Os materiais de carbono são mais interativos com a molécula do corante do que os materiais de sílica. A morfologia e o tamanho dos canais têm forte relação com a acessibilidade e adsorção da Rodamina B. A disposição dos poros retos da SBA-15 (6,5 nm de diâmetro médio) dificultam o acesso das moléculas de corante dissolvidos na solução, havendo o bloqueio da entrada dos poros pelas primeiras moléculas adsorvidas, impedindo a continuação do processo de adsorção. Tal comportamento não ocorre com o CMK-3, uma vez que os mesoporos do material são abertos e garantem boa acessibilidade.