Estudo da remoção do corante azul de metileno utilizando casca da Moringa oleifera Lam como biossorvente

Abstract

RESUMO: O corante azul de metileno (AM) pode provocar sérios danos ao meio ambiente quando descartados de forma inadequada, tais como o aumento na temperatura, problemas estéticos e distúrbios em processos biológicos causados pela coloração. Também acarretam vários problemas de saúde em seres humanos, como: problemas cardíacos, náuseas, fortes dores de cabeça, diarreia e necrose no tecido humano, quando há exposição ou ingestão desse elemento por um longo período ou então, em grande quantidade. A semente da Moringa Oleifera apresenta bons resultados como agente coagulante e adsorvente, porém, sua casca não é comumente utilizada. Neste sentido o presente trabalho teve como objetivo caracterizar o biossorvente proveniente da casca da semente da Moringa oleifera (MO) e avaliar a capacidade de adsorção na remoção do AM. Desta forma, as MO foram preparadas, onde foram trituradas, lavadas e logo após foram secas a 105°C por 12 horas, e então foram caracterizadas por meio da análise granulométrica, ponto de carga zero (pHpcz), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por energia dispersiva de raios-x (EDS), pelo Método de Brunauer – Emmett – Teller (BET) e Barret – Joyner – Halenda (BJH). O estudo de adsorção foi realizado em batelada, a fim de avaliar parâmetros que podem influenciar no processo de adsorção. Foram avaliados o efeito da quantidade de massa de adsorvente, do pH, da granulometria do adsorvente e do tratamento químico e térmico do adsorvente. Nas melhores condições encontradas, realizou-se o estudo cinético e de equilíbrio, bem como ajustes de modelos matemáticos e determinação dos parâmetros termodinâmicos. Por fim, realizou-se o estudo da dessorção do adsorvente, utilizando como eluentes a água, etanol e NaOH. Com relação a caracterização do adsorvente, este apresentou maior fração granulométrica de partículas com 0,54 mm, sendo a superfície dessas partículas fibrosa e heterogênea, caracterizadas como mesoporosas, constituídas principalmente de celulose, lignina e hemicelulose, a qual encontra-se eletricamente neutra em pH 6,2. Os ensaios, apresentaram uma maior capacidade de adsorção utilizando uma massa de 50 mg, obteve-se que o processo de adsorção é favorecido em valores de pH mais elevados, a granulometria do adsorvente não presentou diferença significativa na capacidade de adsorção e o tratamento do adsorvente não foi eficiente para a remoção do AM. O modelo cinético que melhor se ajustou aos dados cinéticos foi o pseudo- segunda ordem, enquanto que, para os dados de equilíbrio, o melhor ajuste foi o modelo de Langmuir. A partir dos dados termodinâmicos, o processo de adsorção apresentou características exotérmicas e quimissorção. O eluente etanol apresentou melhor capacidade de dessorção do corante. Obteve-se, portanto, resultados satisfatórios na utilização da MO para a remoção do AM, se mostrando um adsorvente potencial

ABSTRACT: Methylene blue (AM) dye can cause serious damage to the environment when improperly disposed of, such as increased temperature, aesthetic problems and disturbances in biological processes caused by staining. There are also several health problems in humans, such as: heart problems, nausea, severe headaches, diarrhea and necrosis in human tissue, when there is exposure or intake of this element for a long period or a large amount. The Moringa Oleifera seed presents good results as a coagulant and adsorbent agent, however, its bark is not commonly used. In this sense, the present work had as objective to characterize the biosorbent coming from the Moringa oleifera seed bark (MO) and to evaluate the adsorption capacity in the removal of the AM. In this way, the OM were prepared, where they were ground, washed and soon after they were dried at 105 ° C for 12 hours, and then characterized by means of granulometric analysis, zero load point (pHpcz), infrared spectroscopy with Fourier (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), X-ray dispersive energy (EDS) spectroscopy by Brunauer-Emmett-Teller (BET) method and Barret-Joyner- Halenda (BJH). The adsorption study was performed in batch, in order to evaluate parameters that may influence the adsorption process. The effects of adsorbent mass, pH, adsorbent granulometry and chemical and thermal adsorbent treatment were evaluated. In the best conditions found, the kinetic and equilibrium study was carried out, as well as adjustments of mathematical models and determination of the thermodynamic parameters. Finally, the adsorbent desorption study was carried out using water, ethanol and NaOH as eluents. With respect to the characterization of the adsorbent, it presented a larger particle size fraction with 0.54 mm, the surface of these particles being fibrous and heterogeneous, characterized as mesoporous, mainly composed of cellulose, lignin and hemicellulose, which is electrically neutral in pH 6.2. The adsorption process was favored at higher pH values, the particle size of the adsorbent showed no significant difference in the adsorption capacity and the adsorbent treatment was not efficient for AM removal. The kinetic model that best fit the kinetic data was the pseudo-second order, whereas, for the equilibrium data, the best fit was the Langmuir model. From the thermodynamic data, the adsorption process showed exothermic characteristics and chemisorption. The eluent ethanol had better dye desorption ability. Therefore, satisfactory results were obtained in the use of MO for AM removal if a potential adsorbant was shown