Utilização de casca de mandarina (Citrus reticulata) em processo de adsorção de corantes sintéticos

Abstract

A indústria têxtil gera grandes quantidades de águas residuais, de composição complexa e variada. O tratamento destes efluentes, principalmente no que se refere à remoção de cor, representa ainda um problema, devido a métodos pouco eficazes e economicamente viáveis. O emprego de adsorventes oriundos de resíduos de processos industriais tem sido avaliado por diversas pesquisas, no intuito de aperfeiçoar o processo de adsorção e como conceito de sustentabilidade da indústria química. Neste trabalho, foi verificado o potencial de aplicação de casca de mandarina (Citrus reticulata) para remoção de corantes utilizados na indústria têxtil pelo processo de adsorção. Para eliminação de interferência espectral precedente da casca de mandarina foi utilizada a técnica de calibração multivariada (Partial Least Squares Regression - PLS regression) na determinação da concentração dos corantes: Azul de Metileno (AM), Violeta Cristal (VC), Verde Brilhante (VB) e Alaranjado de Metila (AL). Este método se mostrou eficiente na quantificação das concentrações dos respectivos corantes. A cinética e a isoterma da adsorção foram estudadas para sistemas mono e bicomponentes; e a aplicabilidade dos modelos cinéticos de pseudoprimeira e de pseudosegunda ordem; Determinou-se o equilíbrio de adsorção competitiva das misturas binárias (Azul de metileno/ Violeta Cristal) e (Verde Brilhante/ Alaranjado de Metila) conduzidas em concentração inicial de 5 mg L1 para 1 g e 2 g de adsorvente. Para avaliar os parâmetros isotérmicos de adsorção multicomponente, também foram realizados estudos de equilíbrio de adsorção individual. Os modelos de isotermas de equilíbrio de Langmuir, Freundlich e Redlich-Peterson foram utilizados para modelagem de dados de adsorção de equilíbrio de um único composto; os três modelos demonstraram um bom ajuste aos dados de equilíbrio monocomponente. Osdados de adsorção de equilíbrio binário e os parâmetros avaliados a partir de dadosde adsorção monocomponente foram ajustados a vários modelos isotérmicos multicomponentes através da minimização da soma do quadrado dos desvios. Os modelos de Langmuir estendido, modificado e Redlich-Peterson modificado apresentaram bons ajustes aos dados experimentais de adsorção dos corantes de sistemas binários sobre casca de mandarina.

The textile industry generates large quantities of waste water, of complex and varied composition. The treatment of these effluents, especially with regard to the removal of color, is still a problem due to inefficient and economically unfeasible methods. The use of adsorbents on industrial waste processes has been evaluated by several researches in order to improve the adsorption process and as a sustainability approach for the chemical industry. In this work, it was verified the applications potential of Citrus reticulum mandarin peel for removal of dyes used in the textile industry by adsorption process. For the elimination of previous spectral interference of the mandarin bark, the multivariate technique (Partial Least Squares Regression - PLS regression) was used to determine the concentration of the dyes: Methylene Blue (MB), Crystal Violet (VC), Brilliant Green (BG) and Methyl Orange (MO). This method proved efficient in quantifying the concentrations of the respective dyes. The adsorption kinetics and isotherm were studied for mono and bicomponent systems; And the applicability of the kinetic models of pseudofirst and pseudsecond order; The competitive adsorption equilibrium of binary mixtures (methylene blue / crystal violet) and (brilliant green / methyl orange) conducted at an initial concentration of 5 mg L1 for 1 g and 2 g of adsorbent. In order to evaluate the isothermal parameters of multicomponent adsorption, individual adsorption equilibrium studies were also performed. The equilibrium isotherm models of Langmuir, Freundlich and Redlich-Peterson were used to model equilibrium adsorption data of a single compound; The three models showed a good fit to the one-component equilibrium data. The adsorption data of binary equilibrium and the parameters evaluated from one-component adsorption data were adjusted to several isothermal multicomponent models by minimizing the sum of the square of the deviations. The extended Langmuir, modified Langmuir and modified Redlich-Peterson models presented good fits to the experimental data for adsorption of dyes from binary systems on mandarin peel.