ÁREA: Química Inorgânica
TÍTULO: Paligorsquita como adsorvente na remoção do corante amarelo reativo
AUTORES: Morais, A. (UFPI) ; Silva, M. (UFPI) ; Silva, M. (UFPI) ; Silva Filho, E. (UFPI) ; Morais, M.R. (UFPI)
RESUMO: A paligorsquita natural foi obtida no município de Guadalupe-PI, na qual foi
caracterizada pelas de técnicas de área superficial, difração de raios-X,
espectroscopia na região do infravermelho e microscopia de eletrônica de
varredura. A difração de raios-X apresentou o pico característico da
paligorsquita em 8,46° correspondendo a distância interplanar de 10,4 Å. O
espectro de infravermelho mostrou as bandas em 3617 e 3543 cm-1 que foram
atribuídas aos cátions de Mg2+ e Al3+ da paligorsquita,respectivamente. O
argilomineral foi aplicado como adsorvente para o corante amarelo reativo em
solução aquosa tiveram as capacidades máximas de retenção de 20,8; 15,0 e 15,1
mg g-1 para as diferentes temperaturas 298, 308 318 K, respectivamente.
Indicando que o processo é de natureza exotérmica.
PALAVRAS CHAVES: paligorsquita; adsorção; amarelo reativo
INTRODUÇÃO: A paligorsquita é um argilomineral de habito fibroso, hidratado do tipo 2:1,
apresentando uma estrutura cristalina porosa, na qual é constituída por camada
em forma de fitas com duas camadas tetraédricas ligadas por uma camada
octaédrica central por meio de oxigênios comuns formando uma estrutura
fibrosa[POST e CRAWFORD, 2007]. Ou seja, os oxigênios basais do ápice das folhas
tetraédricas são invertidos periodicamente com respeito às bases tetraédricas
[CHEN et al., 2007]. Enquanto, as folhas octaédricas possuem cátions
periodicamente suspensos na sua esfera, cujo é completada com moléculas de água
coordenadas.Nos últimos anos, a descarga de efluentes que os contém em fluxos
naturais é um problema ambiental devido as suas consequências para a qualidade
da água Estes compostos não mudam apenas a natureza estética do ambiente, mas
também podem apresentar uma certa toxicidade para a vida aquática e da cadeia
alimentar, afetando a penetração da radiação solar, portanto, a atividade
fotossintética [SENER, 2008] podendo ser cancerígenos e mutagênicos [JOSEPH et
al., 2009, AHMAD e ALROZI, 2010]. Porém o uso de carvão ativado foi eficiente
para a remoção de corantes a partir de águas residuais. No entanto, carvão
ativado comercial é caro, daí a demanda por novas estratégias para o
desenvolvimento de materiais de baixo custo com uma boa capacidade de retenção
[MAKHOUKHI et al., 2010]. Assim têm investigado materiais biodegradáveis
originários de recursos naturais para remover os contaminantes orgânicos, como é
o caso de corantes de águas residuais. Entre os diferentes adsorventes, os
argilominerais têm sido utilizados para este fim. O presente trabalho tem como
objetivo a caracterização da paligorsquita visando aplicar na adsorção do
corante amarelo reativo.
MATERIAL E MÉTODOS: A paligorsquita foi obtida no município de Guadalupe-PI, localizada a 345 km da
capital, Teresina-PI. Após o recebimento essa passou por um tratamento em
peneiras granulométricas de 200 mesh. Para realizar o ensaio de adsorção,
inicialmente é preparado uma solução estoque padrão do corante amarelo reativo
de 1000 mg L-1. Após isso é retirado uma alíquota de 30 mL e colocada no
erlenmeyer contendo 0,03 g do adsorvente, esse procedimento é realizado com uma
variação de tempo de 60 a 240 min em uma série de erlenmeyer. Em seguida posto
na mesa agitadora com banho termotastizado a temperatura ambiente. Em todos os
tempos pré-estabelecidos das amostras são retirados e centrifugadas a 3500 rpm
por 10 min numa centrífuga Centribio modelo 80-2B e coletada alíquotas para
diluição e possibilitando a leitura no UV-Vis modelo CARY 300 da Varian para
saber a concentração final, com comprimento de onda de 414 nm , que corresponde
absorção máxima do corante. A capacidade de adsorção é obtida pela equação [q =
(Ci-Ce)*V/m]. Na análise do pH ótimo foi utilizada uma concentração de 500 mg L-
1 variando o pH de 2 a 10 foram utilizados 30 mL da solução do corante cujo
foram ajustados em pHmetro Del Lab DLA-pH e postas em contato com 0,03 g da
paligorsquita mantida sob agitação por 240 min, em seguida foram feitas as
leituras no UV-VIS. Encontrado anteriormente o pH ótimo igual a 2 foi utilizado
em soluções do corante nas concentrações de 100 a 500 mg L-1, variando a
temperatura em 298, 308 e 318 K seguindo o mesmo procedimento da isoterma de
tempo. Onde q (mg/g) representa a quantidade adsorvida por grama de adsorvente;
Ci e Ce(mg L-1) representam as concentrações antes e depois da
adsorção,respectivamente; V (L) é o volume e m (g)é a massa do adsorvente.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A paligorsquita natural apresentou uma área superficial de 113 m²g-1. Pela
difração de raios-X observou-se que a paligorsquita apresentou um pico inicial
em 8,46º referente uma distância interplanar de 10,4 Å, o segundo pico em 19,9º
foi de 4,5 Å, o terceiro pico em 20,9° correspondendo a distância de 4,24 Å, o
quarto pico em 26,6º uma distância de 3,3 Å e o quinto pico em 35,3° a distância
interplanar de 2,54 Å. Esses dados são concordantes com a paligorsquita [FRINI-
SRASRA e SRASRA, 2010].O espectro na região do infravermelho da paligorsquita
mostrou bandas em 3617 e 3543 cm-1 atribuídas às fases vibracionais de
estiramento da superfície dos grupos OH ligados aos cátions octaédricos de Mg2+
e Al3+. Enquanto, que a banda na região de 3405 cm-1 foi atribuída à vibração de
estiramento das águas zeolíticas. A banda centrada em 1654 cm-1 é referente à
deformação angular das águas de zeolíticas [FAN et al., 2009]. A região de mais
baixa frequência pode ser vista entre 1200 e 400 cm-1 características das
ligações M–O (M = Mg, Al, Fe)dos silicatos.A microscopia eletrônica de varredura
apresentou uma morfologia fibrosa.O efeito do tempo de contato para a retenção
do corante amarelo reativo na paligorsquita foi observado conforme na Figura 1.
o tempo de 240 min foi adotado para todos os experimentos. No entanto, observou-
se o valor máximo de retenção de 30,05 mg/g.Os resultados relacionou a adsorção
do corante amarelo reativo adiferentes temperaturas como mostrado na Figura 2. A
saturação alcançada pelas isotermas de adsorção em todas as temperaturas com
melhor desempenho foi em 298 K com capacidade máxima de 20,8 mg g-1. Observou-se
que à medida que aumentou a temperatura diminuiu a capacidade de adsorção
indicando que o processo é de natureza exotérmica.
Isoterma de tempo
Efeito do tempo de adsorção do amarelo reativo a
1000 mg L-1 na paligorsquita a 298 K.
Isoterma de concentração
Isotermas de adsorção do amarelo reativo na
paligorsquita.
CONCLUSÕES: As caracterizações de BET, DRX, IV e MEV resultaram na confirmação do
argilomineral paligorsquita, na qual foi aplicada na adsorção do corante amarelo
reativo em que se observou que atingiu o tempo de equilíbrio em 240 min com
capacidade máxima de retenção (q) de 20,82 mg g-1 na temperatura de 298 K e que o
processo foi exotérmico. O argilomineral apresentou uma boa capacidade de adsorver
o corante amarelo reativo.
AGRADECIMENTOS: CAPES, CNPq, UFPI.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: AHMAD, M.A.; ALROZI, R. 2010. Optimization of preparation conditions for mangosteen peel-based activated carbons for the removal of Remazol Brilliant Blue R using response surface methodology. Chem. Engineering J. 165: 883-890.
BOUDRICHE, L.; CALVET, R.; HAMDI, B.; BALARD, H. 2011. Effect of acid treatment on surface properties evolution of attapulgite clay: An application of inverse gas chromatography. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. 392: 45– 54.
CHEN, H.; ZHAO, Y.; WANG. A. 2007. Removal of Cu II from aqueous solution by adsorption onto acid-activated palygorskite. J. Hazar. Mater. 149: 346-354.
FAN, Q.; LI, Z.; ZHAO, H.; JIA, Z.; XU, J.; WU, W.; 2009. Adsorption of Pb(II) on palygorskite from aqueous solution: Effects of pH, ionic strength and temperature. Applied Clay Sci; 45: 111-116.
FRINI-SRASRA, N.; SRASRA. E. 2010. Acid treatment of south Tunisian palygorskite: Removal of Cd (II) from aqueous and phosphoric acid solutions. Desalination. 250: 26-34.
JOSEPH, L.K.; SUJA, H.; SANJAY, G.; SUGUNAN, S.; NAMPOORI, V.P.N.; RADHAKRISHNAN, P. 2009. Thermal characterization of methylene blue intercalated montmorillonites by photoacoustic technique. Appl. Clay Scie. 42: 483-487.
MAKHOUKHI, B.; DIDI, M.A.; MOULESSEHOUL, H.; AZZOUZ, A.; VILLEMIN, D. 2010. Diphosphonium ion-exchanged montmorillonite for Telon dye removal from aqueous media. Appl. Clay Scie. 50: 354-361.
POST, J. L.; CRAWFORD, S. 2007. Varied forms of palygorskite and sepiolite from different geologic systems. Appl. Clay Scie. 36: 232-244.
SENER, S. 2008. Use of solid wastes of the soda ash plant as an adsorbent for the removal of anionic dyes: Equilibrium and kinetic studies. Chem. Engineering J. 138: 207-214.
