A AÇÃO DA TEMPERATURA NO PROCESSO DE ADSORÇÃO DA RODAMINA B SOBRE Bi2WO6

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Ambiental

Autores

Morais, R.M. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Rodrigues, E.M.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Almeida, O. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Zamian, J.R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Moraes, D.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Pereira, R.X. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Cardoso, E.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ)

Resumo

RESUMO – A influência da temperatura foi avaliada na adsorção do corante Rodamina B, utilizando como adsorvente o Bi2WO6. As soluções do corante foram preparadas com concentrações de 5,2 e 2,8 mg.L-1 colocados em contato com 0,4 g de adsorvente, disposto em leito fixo, em temperaturas de 30, 40 e 50ºC. Foram coletadas alíquotas e analisadas em espectrometria UV- Visível. Os valores mais altos para concentração de equilíbrio foram encontrados em 40°C para ambas a concentrações de trabalho. As isotermas de Adsorção foram calculadas segundo os modelos de Freundlich e Langmuir, sendo este último o que apresentou melhor ajuste aos pontos obtidos, com base no coeficiente de correlação (R²), com capacidade máxima de adsorção de 4,92 mg.g-1 em 40°C e na concentração de 2,8g.

Palavras chaves

Rodamina B; Tungstato de Bismuto; Adsorção

Introdução

Dentre os principais processos aplicados para o tratamento de efluentes contendo corantes destaca-se a adsorção por apresentar baixo custo e facilidade do processo, além de possibilitar recuperação do corante. A adsorção consiste na deposição de partículas de fluidos, os adsorvatos, na superfície de sólidos, os chamados adsorventes. Um dos corantes mais utilizados na indústria é a Rodamina B que possui fórmula C28H31N2O3Cl, é um corante fluorescente de cor rosa é encontrado na forma de cristais esverdeados ou pó vermelho-violeta, sendo solúvel em água e em diversos álcoois. (Farag & Yahia, 2011; Adeyemo et al.,2015). Os Processos Oxidativos Avançados (POA) vêm ganhando destaque devido à sua alta eficiência na degradação de inúmeros compostos orgânicos, baixa seletividade e baixo custo operacional. A maioria dos catalisadores estudados, porém, são ativos somente na região do ultravioleta, que constituiu uma parcela de apenas 3-5% da luz solar. Nesse contexto, os catalisadores à base de bismuto têm atraído grande atenção entre eles o Tungstato de bismuto (Bi2WO6) (Chang et al., 2010; Teixeira & Jardim, 2004). Este trabalho tem por objetivo avaliar a ação da temperatura no processo de adsorção do Corante Rodamina B sobre o Tungstato de Bismuto.

Material e métodos

Os reagentes utilizados serão de grau analítico e preparados a partir de solução estoque com água bidestilada. O corante utilizado neste estudo trata-se da Rodamina B da marca Vetec, apresentando grau de pureza de 100%. 2.1. Síntese e Caracterização do Adsorvente O Bi2WO6, adsorvente escolhido neste estudo, foi sintetizado utilizando como referência o trabalho de Ge e Liu (2014), com síntese a partir de Bi(NO3)2H2O (0,002 mol) dissolvido em 20 ml de H2O sob agitação (15 min) para em seguida ser adicionado a 20 ml de solução aquosa de Na2WO4.H2O (0,001 mol), também sob 15 minutos de agitação. Em seguida a mistura foi transferida para um autoclave de teflon e aquecida à 150 ºC por 24 h. Finalmente o material foi filtrado e lavado com água destilada e etanol por diversas vezes, até ser seco 80ºC e estocado. Para a caracterização, foram feitas imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) utilizando um microscópio modelo VEJA 3 SBU da TESCAN com voltagem de 20 kV. 2.2. Teste de adsorção Para o teste de adsorção foram preparadas soluções de Rodamina B com concentrações de 5,2 e 2,8 mg.L-1. Cada solução entrou em contato com 0,4 g de Tungstato a 30, 40 e 50ºC durante uma hora, sendo coletadas alíquotas em tempos pré-estabelecidos. Cada alíquota passou por análise de espectrofotometria no UV-Visível no comprimento de onda de absorção característico do corante (λ=553nm). As condições experimentais utilizadas foram Q=3 mL.min-1, HL = 0,7 cm e pH = 5.

Resultado e discussão

Conforme as imagens 1.1 e 1.2 da figura 1, o produto obtido contém diversas microesferas distribuídas, enquanto queimagem 1.3 demonstra que o fotocalisador Bi2WO6 possui a superfície com morfologia como flor, sendo relatada na literatura por Ge e Liu (2014), como a morfologia de melhor desempenho fotocatalítico para decomposição de Rodamina por Bi2WO6. Figura 1 – Microscopia eletrônica de varredura (MEV) do Bi2WO6. Os resultados experimentais dos testes de adsorção da Rodamina B estão representados na Figura 2 e 3, a 2,8 mg.L-1 e 5,2 mg.L-1, respectivamente. É possível perceber que a temperatura influência na concentração de equilíbrio apresentando maiores valores a temperatura de 40°C para ambas as concentrações de trabalho escolhidas. O aumento da temperatura produz uma desobstrução de poros no interior da estrutura do adsorvente, permitindo maior interação das moléculas do adsorvato (DOGAN; ALKAN; DEMIRBAS, 2006). A diminuição da capacidade de adsorção a 50°C pode ser explicada pelo fato de o aumento da temperatura influenciar na solubilidade da solução, diminuindo a capacidade de adsorção. As isotermas de adsorção foram calculadas segundo os modelos de Freundlich e Langmuir. Os parâmetros calculados estão apresentados na Tabela 1. O modelo de Langmuir apresentou o coeficiente de correlação (R²) mais próximo da para todas as temperaturas e concentrações estudadas, o que sugere que adsorção acontece em monocamada, em que os sítios têm energia equivalente e as moléculas adsorvidas não interage umas com as outras (NASCIMENTO, et al,2014). A capacidade máxima de adsorção encontrada foi 4,92 mg.g-1 a concentração de 2,8 mg.L-1 e 40°C. Tabelas 1- Parâmetros dos modelos de Langmuir e Freundlich obtidos por regressão linear para a adsorção de Rodamina B (pH = 5) em coluna de leito fixo.

Microscopia eletrônica de varredura (MEV) do Bi2WO6


Gráficos de concentração em função do tempo e parâmetros calculados segundo as isotermas de adsorção

Conclusões

A temperatura influência no processo de adsorção, sendo 40°C as maiores concentrações de equilíbrio. A isoterma de Langmuir foi a que melhor descreveu o comportamento dos dados de adsorção nas condições estudadas, demonstrando que a condição concentração de 2,8 mg.L-1 e 40°C a que proporciona a maior capacidade de adsorção da Rodamina B. O adsorvente Tungstato de Bismuto apresenta potencial para a remoção do corante Rodamina B.

Agradecimentos

Referências

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DOGAN, M.; ALKAN, M.; DEMIRBAS, Ö. Adsorption kinetics of maxilon blue GRL onto sepiolite. Chemical Engineering Journal, v. 124, p. 89-101, nov. 2006. Disponível em: . Acesso em: 16 nov. 2013.
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TEIXEIRA C & JARDIM W, Processos Oxidativos Avançados Conceitos Teóricos. Campinas/SP. 3 2004.