Avaliação da adsorção de contaminantes em solução aquosa pelo carvão ativado impregnado com óxido de grafeno produzido a partir de pilhas zinco-carbono exauridas

• Autor(a) principal: Duarte, Máira Vieira
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26286
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Adsorção; Resíduos industriais; Águas residuais - Purificação - Remoção de cor; Adsorption; Factory and trade waste; Sewage - Purification - Color removal

Neste trabalho teve-se como objetivo a produção de óxido de grafeno a partir do grafite obtido de pilhas zinco-carbono exauridas pelo método de Hummers modificado (OGH) e pelo método 1-metil-2-pirrolidona (OGM), sendo esses impregnados ao carvão ativado da casca de coco de dendê, visando estudar a produção e o emprego de diferentes adsorventes na remoção de poluentes. Para isso, foram realizadas análises de caracterização FTIR, fisissorção de N2, MEV, Raman, DRX, TXRF que mostraram a formação parcial de óxido de grafeno. Os ensaios cinéticos e de equilíbrio, em sistema batelada, foram realizados para remoção de azul de metileno com concentração inicial de 100 mg L-1 e pH 5, sob agitação constante (100 rpm) e temperatura ambiente (25ºC). No teste cinético não ocorreu alteração na eficiência global do processo para o adsorvente proveniente da impregnação de OGH no carvão ativado (COGH), ocorrendo modificação no tempo de equilíbrio, impactando positivamente na cinética de adsorção do azul de metileno, visto que para o CDA o tempo foi de 240 min, e para o COGH foi de 90 min. O adsorvente de carvão ativado com OGM (COGM) por sua vez, não se mostrou viável, visto que a capacidade de remoção do corante foi reduzida em comparação ao CDA, além de apresentar uma cinética de remoção mais lenta. O melhor ajuste para os dados cinéticos ocorreu com o modelo de pseudoprimeira ordem para os adsorventes CDA e COGH (R2 = 0,9982 e 0,9886, respectivamente). Os parâmetros de difusão intrapartícula, obtidos para o COGH, indicam que a etapa limitante do processo foi a transferência de massa nos meso e macroporos (zona II). Além disso, observou-se um diâmetro médio dos poros para o CDA de 4,0 nm e para o COGH de 4,4 nm, podendo isso ter facilitado o processo de transferência de massa do adsorbato para o interior dos poros e ocasionado a melhor cinética de remoção do COGH em comparação ao CDA. Além disso, foi possível observar a mesma capacidade de remoção dos íons de Cr (VI) e Cr (III) por meio do teste cinético para os adsorventes COGH e CDA. Para avaliação dos dados de equilíbrio, o modelo de isoterma que melhor se ajustou aos dados experimentais para o corante azul de metileno foi o modelo de Freundlich, para o adsorvente COGH com R2 de 0,9887, e para os adsorventes CDA e COGM, a isoterma de Redlich- Peterson (R2 de 0,9783 e 0,9899, respectivamente). Foi avaliada a capacidade de adsorção para o agroquímico 2,4D com o CDA e COGH (46,9 mg L-1 e 48,3 mg L-1, respectivamente), percebendo-se um ligeiro aumento na capacidade de adsorção para o COGH. Com base nos resultados obtidos, o adsorvente COGH apresenta potencial de emprego no tratamento de efluentes industriais, contribuindo para a remoção em menor tempo, no caso do corante azul de metileno, havendo também indícios de maior eficiência no caso do agroquímico 2,4D.