ESTUDO DA ADSORÇÃO DOS CORANTES AZUL DE METILENO E ALARANJADO DE METILA EM CARVÃO ATIVADO OBTIDO A PARTIR DA TORTA DE BURITI (Mauritia flexuosa)

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Materiais

Autores

Silva, V.Q. (IFNMG) ; Veloso, S.F. (IFNMG) ; Brandão, A.C.T. (IFNMG) ; Dias, L.L. (IFNMG) ; Silva, R.G.C. (IFNMG)

Resumo

O presente trabalho teve como objetivo estudar a adsorção dos corantes azul de metileno (AM) e alaranjado de metila (AL) em carvão ativado obtido a partir da carbonização a 700°C da torta de buriti oriunda extração mecânica do óleo da fruta. Os resultados mostraram que o carvão ativado de buriti apresentou boa adsorção para os corantes, com uma capacidade máxima de adsorção de Qm= 132,88 mg/g para o corante AM e de 43,305 mg/g para o AL. Os dados das isotermas foram ajustados aos modelos matemáticos de Langmuir e Freundlich, sendo o modelo de Langmuir o que apresentou melhor ajuste aos dados experimentais para ambos corantes. Nesse contexto, pode-se considerar que a adsorção em carvão ativado da torta de Buriti, se mostrou uma alternativa interessante no tratamento de efluentes coloridos.

Palavras chaves

Adsorção; Buriti; Carvão Ativado

Introdução

O desenvolvimento industrial está atrelado à geração de grandes volumes de efluentes, o que contribui para graves problemas ambientais. Dentre os efluentes industriais, o proveniente do setor têxtil requer atenção especial, já que está entre os setores mais importantes da economia mundial, e gera grandes quantidades de efluentes provenientes do processo de lavagem dos tecidos. Tais efluentes caracterizam-se por serem altamente coloridos, devido à presença de corantes que não se fixam à fibra durante o processo de tingimento (SCHIMMEL, 2016). Segundo Melo (2016), cerca de 20% dos corantes utilizados no processo não são fixados nas fibras, o que propicia poluentes com estrutura complexas e de difícil degradação, elevando o potencial poluidor deste setor. Vários métodos de tratamento de efluentes industriais são estudados e utilizados a fim de atender aos parâmetros vigentes estabelecidos pelas normas. A adsorção é um dos métodos para tratamento de efluentes mais utilizado e viável economicamente sendo o carvão ativado o adsorvente mais popular e amplamente utilizado nestes tratamentos. As aplicações desse adsorvente são limitadas devido às matérias primas para sua fabricação serem também utilizadas na indústria de papel e celulose. (WERLANG et al., 2013). A torta do buriti proveniente da extração do óleo da fruta não possui valor comercial agregado, sendo eliminada de maneira inapropriada e dessa forma, mostra-se um grande candidato para produção de carvão ativado, uma vez que é composto basicamente por matéria orgânica. Diante do exposto, o presente trabalho teve como objetivo estudar a adsorção dos corantes azul de metileno (AM) e alaranjado de metila (AL) em carvão ativado obtido a partir da torta de buriti oriunda extração mecânica do óleo da fruta de Buriti.

Material e métodos

As amostras da torta de buriti foram cedidas pela Cooperativa Grande Sertão e é o resíduo proveniente da extração mecânica do óleo da fruta de Buriti, as análises foram realizadas no laboratório do Instituto Federal do Norte de Minas Gerais – Campus Montes Claros. A torta foi impregnada com H3PO4 10% (v/v) na proporção de 2:3 (m/v). A carbonização foi feita em mufla a 700°C por 2h. Preparou-se uma curva analítica a partir da leitura de absorbância de diluições precisas de uma solução estoque de azul de metileno e alaranjado de metila a 1000 mg/L. Os ensaios de adsorção foram realizados, pesando-se sete amostras de 0,2 gramas de carvão ativado em erlenmeyers de boca esmerilhada com tampa, limpos e secos de 125 ml. Em seguida, foram adicionadas, em cada erlenmeyer, 25 mL de solução aquosa de azul de metileno ou alaranjado de metila nas concentrações de 100, 200, 300 500, 600, 800 e 1000 mg/L. Os erlenmeyers foram levados ao banho termostatizado, sob agitação e à temperatura de 27ºC. Transcorridos 180 minutos, já com o equilíbrio estabelecido, as amostras foram filtradas, sendo retirada uma alíquota para leitura da absorbância residual em espectrofotômetro UV-Visível (modelo SP 1105, marca BEL PHOTONICS) no comprimento de onda de 665 nm para o azul de metileno e de 462 nm para o alaranjado de metila. As isotermas de adsorção foram plotadas com os valores de Qe (mg de corante adsorvido/ g carvão) versus Ce (concentração residual do equilíbrio).

Resultado e discussão

O comportamento da adsorção dos corantes nos ensaios realizados pode ser observado nas isotermas das Figuras 1 e 2. As isotermas para ambos corantes apresentaram perfil favorável a adsorção. Pode-se observar nos momentos iniciais um aclive acentuado indicando a disponibilidade dos sítios adsortivos e maior facilidade a adsorção e nos momentos finais, as isotermas tendem à um plateau, indicando o preenchimento dos sítios e maior dificuldade de adsorção de novas moléculas. Os pontos experimentais das isotermas foram ajustados aos modelos propostos por Langmuir e Freundlich. Os parâmetros dos modelos encontram-se nas Figuras 1 e 2, verificou-se que, para o carvão ativado de torta de Buriti, o modelo que mais se ajustou aos dados foi o de Langmuir, pois este apresentou um maior valor do fator de determinação, sendo R²=0,9809 para o AM e R²=0,9989 para o AL. Além disso, pode-se afirmar, pela análise do fator de separação adimensional (RL) no modelo de Langmuir, que a adsorção dos corantes é dita favorável, uma vez que 0<RL<1. O mesmo pode ser comprovado observando-se o valor do parâmetro 1/n, que se encontra entre 0 e 1, faixa esta considerada favorável para a adsorção. O CA de torta de buriti apresentou uma capacidade adsortiva máxima em monocamada para o AM de 132,88 mg/g valor que se encontra entre os obtidos por TAN (2008) com o carvão ativado de casca de palmeira 243,90 mg/g e de El-Sayed (2014), que encontrou um valor de Qm igual a 48,7 mg/g para a adsorção do AM em carvão ativado de espiga de milho. KUNDU (2017) estudou a adsorção de AL em carbono nanoporoso e obteve valores de Qm= 18,8 mg/g e KL=1,578 L/g que, quando comparados com os obtidos neste trabalho, apresentam menor capacidade de adsorção do corante AL.

Isoterma e parâmetros dos modelos de Langmuir e Freundlich para adsorção do corante Azul de Metileno em carvão ativado de torta de Buriti


Isoterma e parâmetros dos modelos de Langmuir e Freundlich para adsorção do corante Alaranjado de Metila em carvão ativado de torta de Buriti

Conclusões

O carvão ativado da torta de Buriti mostrou-se como um bom material adsorvente para os corantes azul de metileno e alaranjado de metila em solução aquosa. Os dados apresentaram um bom ajuste com a isoterma de Langmuir tanto para o azul de metileno quanto para o alaranjado de metila, com capacidade máxima adsorvida de 132,088 mg/g para o AM, e de 43,305 mg/g para o AL. Dessa forma, pode-se concluir que a adsorção em carvão ativado da torta de Buriti, pode ser uma alternativa interessante no tratamento de efluentes coloridos.

Agradecimentos

Ao Instituto Federal do Norte de Minas Gerais campus Montes Claros e ao Programa PIBIC/IFNMG pelo auxílio à pesquisa.

Referências

EL-SAYED, G O.; YEHIA, M. M.; ASAAD, A. A. Assessment of activated carbon prepared from corncob by chemical activation with phosphoric acid. Water Resources and Industry, v. 7, p. 66-75, 2014.

KUNDU, S; CHOWDHURY, I H; NASKAR, M K. Synthesis of hexagonal shaped nanoporous carbon for efficient adsorption of methyl orange dye. Journal of Molecular Liquids, v. 234, p. 417-423, 2017.

MELO, N. H. Utilização de carvão ativado e nanopartículas de magnetita na adsorção do corante reativo azul BF-5G. 2016.Dissertação de Mestrado (Mestrado em Química) - Instituto de Química (IQ), UFG, Goiânia.

SCHIMMEL, D. Adsorção dos corantes reativos azul 5G e azul turquesa QG em carvão ativado comercial. 2008. 99f. Dissertação (Mestre em Engenharia Química). Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE), Toledo – PR, 2008.

TAN, I. A. W.; AHMAD, A. L.; HAMEED, B. H. Adsorption of basic dye using activated carbon prepared from oil palm shell: batch and fixed bed studies. Desalination, v. 225, n. 1-3, p. 13-28, 2008.

WERLANG, E.B.; SCHNEIDER, R.C.S.; RODRIGUEZ, A.L.; NIEDERSBERG, C. Produção de carvão ativado a partir de resíduos vegetais. Revista Jovens Pesquisadores, Santa Cruz do Sul, v. 3, n. 1, 156-167, 2013