Aplicacao de Oxido de grafeno reduzido derivado de biomassa como adsorvente de diferentes efluentes industriais
Adsorção; Grafeno; Fenol; Corante; Remoção; Biomassa.
O grafeno consiste em uma única camada de átomos de carbono dispostos em uma estrutura hexagonal bidimensional, já o óxido de grafeno reduzido (rGO) é uma forma modificada do grafeno. Devido a essas características únicas, incluindo sua alta área superficial, capacidade de adsorção e grupos funcionais que facilitam a adsorção de diferentes poluentes presentes nos efluentes industriais, como metais pesados, corantes
e compostos orgânicos, fazem do rGO um material promissor como adsorvente. Recentemente, vem sendo investigado outros precursores de carbono para fontes alternativas de síntese do grafeno e uma delas é a biomassa. O rGO derivado de biomassa utilizado foi caracterizado por HRTEM, DRX, Raman, XPS, FTIR, BET e potencial Zeta. Diante disso, esse estudo foi dividido em três etapas: Na primeira etapa (I) foi demonstrado o comportamento desse rGO como adsorvente para remover fenol de água. Nesse primeiro estudo foi obtido 99% de eficiência de remoção e uma capacidade máxima de absorção (Q máx ) de 240 mg/g, utilizando 10 mg de rGO em uma concentração inicial de fenol de 200 mg\L em 120 min, com pH 8,0 e temperatura de 30ºC, esses valores são superiores aos encontrados na literatura. Na segunda etapa (II) foi demonstrado como esse rGO se comporta na adsorção do Azul de Metileno (AM), que é um corante catiônico. Nessa segunda etapa do estudo, foi obtido 99% de remoção do AM com 50 mg de rGO em uma concentração de corante de 80 mg/L em 130 min, com pH 3.0 e temperatura de 30 ºC. Foi obtido o valor de capacidade máxima de absorção (Q máx ) de 495.7 mg/g que é superior aos valores encontrados na literatura. Na terceira etapa (III) o adsorvente foi aplicado para remover corantes restantes de um efluente sintético obtido de uma tricromia de corantes dispersos. Nessa terceira etapa foi obtido uma remoção de 98% utilizando 0.3g de rGO em 120 min. Nas três primeiras etapas desse estudo a isoterma de Freundlich foi a mais adequada, com valor de R 2 0.99 para ambos os modelos, demonstrando que a adsorção ocorre em multicamadas em superfície heterogênea. O Estudo cinético das três etapas demonstrou que o modelo de pseudo-segunda ordem é o mais adequado para descrever o comportamento de ambos pelo valor de R 2 sendo 0.99. No estudo termodinâmico, ambas as etapas mostraram valores positivos de entalpia (∆H° ) confirmando a natureza endotérmica da reação, com os valores decrescentes da energia livre de Gibbs (∆G° ) indicando que com temperaturas mais elevadas tem uma melhor eficiência na remoção e os valores positivos de entropia (∆S°), indicam que ocorre uma aleatoriedade sólido/liquido no processo de adsorção.