Biossorção de azul de metileno e fenol em resíduos vegetais de timbaúva (Enterolobium contortisiliquum)

Abstract

Efluentes líquidos contaminados com azul de metileno e fenol podem causar sérios impactos à saúde e ao meio ambiente, mesmo quando estes contaminantes, se encontram em baixas concentrações. Neste estudo, foi analisado o potencial de utilização da casca da semente de Timbaúva no preparo de adsorventes testados na remoção do azul de metileno e fenol. Os adsorventes foram produzidos na forma in natura, material quimicamente ativado, carbonizado e carvão ativado. Os adsorventes foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR), adsorção de N2, número de iodo, ponto de carga zero (pH pcz), método Boehm e análise elementar CHN para auxiliar no mecanismo de adsorção proposto para o corante e o fenol nos adsorventes testados. No ajuste dos parâmetros cinéticos para adsorção do azul de metileno, o modelo de pseudo-segunda ordem foi predominante pela análise estatística do EMR e do R2. As amostras carbonizadas foram melhor ajustadas à isoterma de Langmuir. A eficiência de remoção do corante azul de metileno em soluções aquosas nas concentrações e condições estudadas foi de 86,78%. Observou-se a potencialidade do carvão de Enterolobium contortisiliquum na adsorção de fenol. A isoterma de Redlich-Peterson representou os dados de equilíbrio. O processo termodinâmico foi endotérmico +8,85 ≤ AH°(kJ mol-1) ≤ +22,03, espontâneo -17,63 ≤ AG° (kJ mol-1) ≤ -7,4 e reversível 0,054 ≤ AS°(kJ mol-1K-1) ≤ 0,112. O valor de KE variou de 4,34 a 7,08 x 10-4 (cm s-1). A eficiência de remoção do fenol em soluções aquosas nas concentrações e condições estudadas foi de 79,28%. O carvão da casca da semente de Timbaúva apresentou excelente desempenho na adsorção do corante azul de metileno e para o fenol, portanto, pode ter aplicação tecnológica.Liquid effluents contaminated with methylene blue and phenol can cause serious impacts to health and the environment, even when these contaminants are found in low concentrations. In this study, the potential of using Timbaúva seed bark in the preparation of adsorbents tested in the removal of methylene blue and phenol was analyzed. The adsorbents were produced in natura, chemically activated, carbonized material and activated carbon. The adsorbents were characterized by scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy by Fourier transform (FT-IR), N2 adsorption, iodine number, zero charge point (pH Pcz), Boehm method and elementary CHN analysis to assist in the proposed adsorption mechanism for the dye and phenol in the tested adsorbents. In adjusting the kinetic parameters for methylene blue adsorption, the pseudo-second order model was predominant by the statistical analysis of ARE and R2. The carbonized samples were better adjusted to the Langmuir isotherm. The removal efficiency of methylene blue dye in aqueous solutions at the concentrations and conditions studied was 86.78%. The potential of the Enterolobium contortisiliquum coal in the adsorption of phenol was observed. The Redlich-Peterson isotherm represented the equilibrium data. The thermodynamic process was endothermic +8.85 ≤ AH°(kJ mol-1) ≤ +22.03, spontaneous -17.63 ≤ AG° (kJ mol-1) ≤ -7.4 and reversible 0.054 ≤ AS°(kJ mol-1K-1) ≤ 0.112. The KE value varied from 4.34 a 7.08 x 10-4 (cm s-1). The removal efficiency of phenol in aqueous solutions at the concentrations and conditions studied was 79.28%. The charcoal from the Timbauva seed husk showed excellent performance in the adsorption of methylene blue dye and for phenol, therefore, it may have technological application.