Funcionalização da superfície de membranas com óxido de grafeno e nanopartículas de óxido de cobre para remoção de corantes têxteis

Abstract

RESUMO: Os efluentes oriundos de indústrias têxteis são tóxicos e prejudiciais tanto para vida aquática quanto para vida humana. Sabendo que a produção e o consumo de corantes estão aumentando continuamente, o uso de tecnologias avançadas para remover esses micropoluentes presentes em corpos hídricos torna-se imprescindível, pois os tratamentos convencionais não são eficientes em eliminar contaminantes emergentes de forma eficiente. O uso de membranas modificadas e adsorção têm sido amplamente reportados na literatura devido ao seu elevado potencial para remover esses compostos com eficiência. Neste trabalho, membranas comerciais de microfiltração de polietersulfona foram modificadas superficialmente pelo método assistido por pressão com óxido de grafeno (OG) e nanopartículas de óxido de cobre (CuO-NPs). Dentre as membranas avaliadas, a MF_OG1,0+CuO3,0 apresentou melhor desempenho na remoção de corante azul levafix CA (AL) (97,69%), além de alta recuperação de fluxo (84,88%). Em testes com outros corantes têxteis (Azul Solophenyl e Reativo Preto 5), esta membrana obteve uma taxa de remoção >99%. Os mesmos agentes modificadores foram utilizados para confeccionar um adsorvente e avaliar e comparar a performance dos dois processos. Apesar da adsorção apresentar baixa efetividade na remoção do corante AL, foi possível avaliar e entender os mecanismos envolvidos. Dessa forma, destaca-se o uso de membranas em relação à adsorção visto sua elevada eficiência. A modificação das membranas demonstrou aumentar as suas propriedades anti-incrustantes, o que indica elevado potencial para serem usadas no tratamento de águas residuais contendo corantes

ABSTRACT: Wastewaters from textile industries are toxic and harmful to both aquatic and human life. Given that the production and consumption of dyes are continuously increasing, it is essential to remove these micropollutants present in water bodies with advanced technologies, since conventional treatments are not efficient in eliminating emerging contaminants. Modified membranes and adsorption has been extensively reported in the literature with high potential to efficiently remove these compounds. In this work, commercial polyethersulfone microfiltration membranes were superficially modified by the pressure-assisted method with graphene oxide (GO) and copper oxide nanoparticles (CuO-NPs). Among the evaluated membranes, MF_GO1.0+CuO3.0 displayed the best performance in removing levafix blue CA (LB) dye (97.69%), in addition to high flux recovery (84.88%). In tests with other textile dyes (Solophenyl Blue and Reactive Black 5), this membrane obtained a removal rate of >99%. The same modifying agents were used to manufacture an adsorbent and to evaluate and compare the performance of the two processes. Despite adsorption showing low effectiveness in the removal of the LB dye, it was possible to evaluate and understand the mechanisms involved. Therefore, the use of membranes stands out against adsorption, given their high efficiency. The modification of the membranes has been shown to increase their antifouling properties, which indicates a high potential for use in the treatment of wastewater containing dyes