Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Ambiental
TÍTULO: Adsorção de metais pesados em carvão quimicamente modificado
AUTORES: Silva, N. (UNESP) ; Vieira, E. (UNESP) ; Soares, I. (UNESP) ; Dias, N. (UNESP)
RESUMO: O presente trabalho trata da remoção dos íons Cu(II) e Zn(II) de soluções aquosas
por meio de adsorção em carvão ativado (C.A) obtido da casca de coco. O C.A foi
caracterizado por MEV (microscopia eletrônica de varredura, análise textural e
FTIR (Fourier transform infrared spectroscop). Em pH 6 foi observada a maior
remoção destes íons, sendo o equilíbrio alcançado em 40 min. Os dados obtidos
indicaram que o processo de adsorção dos íons metálicos pode ser melhor descrito
segundo o modelo de isotermas de Langmuir. O estudo cinético indicou que o
processo de adsorção dos íons metálicos pelo C.A segue o modelo cinético de
pseudosegunda ordem. O C.A mostrou uma eficiência bastante elevada no sistema em
batelada chegando a uma remoção de 79% Cu (II) e 82% Zn (II).
PALAVRAS CHAVES: Carvão ativado; adsorção; íons metálicos
INTRODUÇÃO: Íons de metais pesados são conhecidos por serem tóxicos e cancerígenos para os
seres vivos, sua presença no ambiente aquático tem sido motivo de grande
preocupação devido à sua toxicidade e a natureza não biodegradável. Alguns íons
metálicos são poluentes acumulativos, capazes de ser assimilados e armazenados nos
tecidos dos organismos, causando efeitos fisiológicos adversos visíveis. A remoção
de íons metálicos tóxicos de água é uma tarefa muito difícil devido ao elevado
custo dos métodos de tratamento. Existem vários métodos para a remoção de íons
metálicos tóxicos a partir de soluções aquosas: osmose inversa, troca iónica,
precipitação, eletrodeposição, adsorção, etc. Entre estes métodos, a adsorção é de
longe o mais versátil e amplamente utilizado para a remoção diversos poluentes.
MATERIAL E MÉTODOS: O C.A foi preparado a partir da casca de coco da baía, sendo realizado um pré-
tratamento do percursor, antes da carbonização, com uma solução do agente
ativante H3PO4. O material foi, então, pirolisado e ativado por tratamento
térmico controlado. A caracterização físico-química do material foi realizada
pelas técnicas de FT-IR, BET, MEV, e também foram determinados os grupos
ácidos e básicos da superfície por meio da Titulação de Boehm e o pHPCZ .
As soluções para ensaios de adsorção foram preparadas com CuSO4.5H2O e
ZnSO4.7H2O PA. Foram realizados estudos do efeito do tempo de contato e do pH na
eficiência da remoção.
O pH da solução foi mantido em 6 pela adição de pequena quantidade de ácido
nítrico ou de hidróxido de sódio. As isotermas de adsorção foram realizadas pelo
processo de bateladas onde 20 mg de adsorvente foi secado e adicionados a um
Erlenmeyer (de 50 ml) com 15 mL da solução do íon metálico diluída (160 - 290
mg /L). Os frascos foram agitados vigorosamente em uma mesa de agitação orbital
a 150 rpm durante 40 min. As concentrações iniciais e no equilíbrio dos íons
metálicos foram medidos usando espectrofotômetro de absorção atômica.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na Tabela 1 são apresentados os dados obtidos na caracterização do CA.
Os resultados demonstraram que o C.A apresentou área superficial elevada e
predominância de microporos.
A cinética de adsorção dos íons metálicos foi discutida utilizando os modelos
cinéticos de Pseudo- primeira e segunda ordem e de Elovich. O modelo cinético de
Pseudo-segunda ordem pode descrever melhor a adsorção dos íons metálicos sobre o
carvão ativado. Na avaliação do efeito do pH, o processo se mostrou mais eficaz
a uma valor de pH de 6.
Os resultados obtidos no processo de adsorção dos íons metálicos foram
satisfatórios, pois foi possível obter uma remoção de 79% para Cu (II) e 82%
para o Zn (II) após 40 min de contato.
Ajustando-se os dados de equilíbrio aos modelos de isoterma de Langmuir,
Freundlich, Temkin e D-R, notou-se que a o modelo de Langmuir foi o que melhor
representou a adsorção dos quatro antibióticos (Tabela 2).
tabela 1
Dados das características química e física do CA.
tabela 2
Parâmetros das isotermas de adsorção.
CONCLUSÕES: O C.A utilizado neste estudo apresentou uma capacidade de remoção dos íons
metálicos satisfatórias, sendo maior para os íons Cu2+. Os dados de adsorção de
equilíbrio se ajustaram bem ao modelo de isoterma Langmuir e cinética exibiu
modelo de pseudo-segunda ordem.
AGRADECIMENTOS: A Capes pelo apoio financeiro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: Vieira, E.G. et al. Study on soluble heavy metals with preconcentration by using a new modified oligosilsesquioxane sorbent. J. Hazard. Mater. 237-238, 215-222, 2012.
Dias Filho, N. L.; Costa, R. M.; Marangoni, F.; Pereira, D. S. Nanoparticles of octakis[3-(3-amino-1,2,4-triazole)propyl]octasilsesquioxane as ligands for Cu(II), Ni(II), Cd(II), Zn(II), and Fe(III) in aqueous solution. J. Colloid Interface Sci., 316, 250 - 259, 2007.
Dias Filho, N. L.; Costa, R. M.; Marangoni, F. Adsorption of transition-metal ions in ethanol solution by a nanomaterial based on modified silsesquioxane. Colloids Surf., A, 317, 625 - 635, 2008.