Adsorção de metais e corantes em celulose modificada com anidrido trimelítico.

Abstract

A contaminação de corpos d’água por efluentes industriais é um problema ambiental crescente que necessita de atenção, não só frente à crise hídrica vivida pelo país, mas também, pela preservação deste bem para as próximas gerações. Dois poluentes importantes presentes nestes efluentes são os metais pesados e os corantes têxteis. Estes poluentes são tóxicos para várias formas de vida e não biodegradáveis, tendem a acumular-se em organismos causando várias doenças e desordens. Dessa forma a remoção destes poluentes dos efluentes industriais se mostra uma preocupação importante. A bioadsorção é um processo de tratamento de águas residuais que tem atraído considerável interesse recentemente na remoção deste tipo de contaminante. Neste trabalho foi preparado um adsorvente a partir da celulose para ser utilizado na remoção de metais tóxicos e corantes de soluções idealmente contaminadas em batelada. A celulose foi modificada quimicamente utilizando o anidrido trimelítico (AT), produzindo um material contendo funções ácido carboxílico em sua estrutura (CAT). A esterificação da celulose (C) foi investigada e otimizada considerando o efeito da quantidade de AT e o tempo de reação além da análise da porcentagem de ganho de massa (pgm) e do número de funções ácidas (nCOOH) introduzidas. As modificações na celulose foram avaliadas pelas técnicas de FTIR, TGA, RMN 13C, PCZ, MEV e análise elementar de C, H e N. Estudos de adsorção em batelada foram realizados empregando os metais cobalto (II), cobre(II) e níquel(II) e os corantes safranina-T e auramina-O. A CAT apresentou capacidade de adsorção máxima (Qmáx) de 0,960, 1,487 e 1,014 mmol.g-1 para Co+2, Cu+2 e Ni+2 e 3,743 e 5,175 mmol.g-1 para safranina-T e auramina-O, respectivamente. Foram avaliados a influência da dosagem de adsorvente, do pH, do tempo de contato e da concentração inicial de adsorvato. Para tentar descrever os sistemas de adsorção foram utilizados os modelos de isoterma de Langmuir, Freundlich, Sips, Redlich- Peterson, Hill-de Boer, Fowler-Guggenheim, um modelo para multicamadas e os modelos cinéticos de pseudo primeira e pseudo segunda ordem. Estudos de dessorção e re-adsorção mostraram a potencialidade de reutilização do adsorvente CAT. Os parâmetros termodinâmicos de adsorção ΔadsH° e ΔadsS° foram determinados com o auxílio da calorimetria de titulação isotérmica (ITC) que juntamente com a energia livre padrão ΔadsG° foram utilizados para discutir o mecanismo de adsorção de metais em CAT.