Adsorção de azul de metileno em hidrocarvão de resíduos têxteis

Abstract

Atualmente a rápida industrialização e urbanização levaram a um severo problema de escassez de recursos e de poluição ambiental. O Brasil produz diversos tipos de resíduos sólidos e estes podem contribuir para problemas ambientais se não forem destinados de forma adequada. Neste cenário destaca-se o setor da indústria têxtil, que se apresenta como grande geradora de diferentes resíduos sólidos e efluentes líquidos. Em particular as indústrias de confecção geram retalhos de tecidos que não possuem utilidade para a indústria têxtil e podem ser considerados, portanto, como rejeitos. Neste contexto, este trabalho visou o preparo de um hidrocarvão a partir da carbonização hidrotérmica de resíduos têxteis. No qual o tempo de carbonização e aplicabilidade do material para remoção do corante azul de metileno foi investigado. Para a produção dos hidrocarvões, foi fixada a razão resíduo/água de 3g/80mL a uma temperatura de 220 ºC investigando os tempos de carbonização de 6, 8, 10 e 12 horas. A amostra obtida na temperatura de 220 ºC por 12 horas caracterizada por FTIR-ATR, DRX, MEV e EDS apresentou 71,2% de carbono, promoveu um material bastante fino, ou seja, perdeu seu aspecto de tecido e pHPCZ (ponto de carga zero) de 3,35. Estas caracterizações comprovam que esta amostra apresentou características de hidrocarvão, sendo esta a selecionada para prosseguir com os experimentos. Neste hidrocarvão foi avaliado sua aplicabilidade na adsorção líquida do corante azul de metileno. O estudo foi conduzido no pH=10, pois apresentou maior capacidade de adsorção, pois nestas condições o material está carregado negativamente, atraindo o corante catiônico, resultando assim uma maior remoção do corante azul de metileno. A cinética de adsorção constatou que o equilíbrio foi alcançado em 7 min, o modelo que melhor se ajustou foi o de pseudo-segunda ordem, sugerindo que ocorreu o compartilhamento ou transferência de elétrons entre adsorvente e adsorvato. A isoterma de adsorção demonstrou que a capacidade máxima de adsorção do hidrocarvão foi de 140,35 mg.g-1. O modelo de Langmuir apresentou melhor correlação com os dados de equilíbrio, sugerindo que a adsorção de azul de metileno ocorreu em monocamada. O conjunto de resultados nesta dissertação mostrou que o processo de carbonização hidrotérmica é promissor na geração de materiais carbonáceos, na qual o material proposto apresentou grande potencial em aplicações, visando a remoção de poluentes orgânicos de solução aquosa

Today rapid industrialization and urbanization have led to a severe problem of resource scarcity and environmental pollution. Brazil produces several types of solid waste and these can contribute to environmental problems if not properly disposed of. In this scenario, the textile industry sector stands out, which presents itself as a large generator of different solid wastes and liquid effluents. In particular the garment industries generate fabric scraps that are of no use to the textile industry and can therefore be considered as waste. In this context, this work aimed to prepare a hydrocarbon from the hydrothermal carbonization of textile waste. In which the carbonization time and applicability of the material to remove methylene blue dye was investigated. For the production of hydrocarbons, the residue / water ratio of 3g / 80mL was set at a temperature of 220 ºC investigating the carbonization times of 6, 8, 10 and 12 hours. The sample obtained at a temperature of 220 ºC for 12 hours characterized by FTIR-ATR, XRD, SEM and EDS presented 71.2% of carbon, promoted a very thin material, that is, lost its tissue aspect and pHPCZ (point of zero charge) of 3.35. These characterizations prove that this sample presented hydrocarbon characteristics, being this one selected to proceed with the experiments. In this hydrocarbon it was evaluated its applicability in the liquid adsorption of methylene blue dye. The study was conducted at pH = 10, as it presented higher adsorption capacity, because under these conditions the material is negatively charged, attracting the cationic dye, resulting in a greater removal of the methylene blue dye. The adsorption kinetics found that the equilibrium was reached within 7 min. The best fit model was the pseudo-second order, suggesting that electron sharing or exchange between adsorbent and adsorbate occurred. The adsorption isotherm showed that the maximum adsorption capacity of hydrocarbons was 140.35 mg.g-1. Langmuir model showed a better correlation with equilibrium data, suggesting that methylene blue adsorption occurred in monolayer. The set of results in this dissertation showed that the hydrothermal carbonization process is promising in the generation of carbonaceous materials, in which the proposed material presented great potential in applications, aiming at the removal of organic pollutants from aqueous solution