Produção adsorventes a partir da casca de Moringa oleifera para adsorção do fármaco metronidazol presente em meio aquoso

Abstract

RESUMO: As sementes de Moringa Oleifera, em particular, têm sido consideradas como um dos mais importantes floculantes naturais disponíveis comercialmente para tratamento de água e águas residuais devido à sua capacidade de remover muitos poluentes. As cascas de semente de Moringa são tratadas como resíduos, assim se tornam importante em questão ambiental e econômica a utilização dessa biomassa em outros segmentos. O presente trabalho teve como objetivo a produção de materiais bioadsorventes por meio de pirólise utilizando biomassa da casca de semente de Moringa oleifera para remoção do fármaco Metronidazol presente em meio aquoso. Os biochars produzidos foram caracterizados por análises estatísticas das váriaveis de rendimento da biomassa e teores de carbono em diferentes fatores no processo de pirólise. Após definir um método de produção dos biochars, os mesmos foram ativados com ácido fosfórico (H3PO4) e hidróxido de potássio (KOH) a fim de comparar com o biochar in natura, em relação às modificações e mecanismos de adsorção do material. Os biochars foram caracterizados pelo Ponto de Carga Zero, Microscopia Eletrônica de Varredura, Difratometria de Raios-X, Análise Termogravimétrica, Espectoscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e Espectoscopia Raman. Os estudos demonstraram que o comportamento de adsorção variou com o pH da solução. Verificou-se pelo estudo de adsorção que o biochar ativado apresentou melhores resultados chegando a capacidade máxima de adsorção de 308,25 mg g-1 comparado com o biochar in natura com 1,56 mg g-1, assim no estudo cinético, o comportamento de adsorção ocorre de maneira muito rápida nos primeiros minutos até se estabilizar em 3 a 4 horas, tendo melhor ajuste ao modelo de Elovich. Foram testados modelos de isotermas, onde os dados experimentais se ajustaram ao modelo de Sips, com a capacidade de adsorção de 18 mg g-1 para o biochar ativado com o ácido fosfórico (BCH3PO4) e o ativado com o hidróxido de potássio (BCKOH) com 366,49 mg g-1. Os resultados mostram que os biochars destacando-se o BCKOH obtiveram bons resultados comparados com a literatura, no qual trabalhos semelhantes o tempo de adsorção foram longos e a capacidade de adsorção inferior ao presente trabalho, onde o material é de baixo custo e de grande efetividade na remoção de Metronidazol

ABSTRACT: Moringa Oleifera seeds in particular have been considered one of the most important natural floccuants commercially available for water and wastewater treatment due to their ability to remove many pollutants. Moringa seed shells in economic question are treated as waste, so it becomes important in environmental and economic issue the use of this biomass in other segments..The present work aimed to produce bioadsorbent materials by pyrolysis using biomass from moringa oleifera seed hull for removal of the drug Metronidazole present in aqueous medium. The biochars produced were investigated by statistical analyses the various biomass yield and carbon contents in different factors investigated in the pyrolysis process. After defining a method of producing the biochars, they were activated with phosphoric acid (H3PO4) and potassium hydroxide (KOH) in order to compare the modifications and adsorption mechanisms of the material with the in natura biochar. The biochars were characterized by Point of zero charge (pHpzc), Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diphratometry (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Raman Spectoscopy. The studies showed that the adsorption behavior varied with the pH of the solution. It was verified by the adsorption study that the activated biochars presented better results, so in the kinetic study, the adsorption behavior occurs very quickly in the first minutes until it stabilized in 3 to 4 hours, better fitting the Elovich model. Isotherm models were tested, where the experimental data were adjusted to the Sips model, with adsorption capacity of 18 mg g-1 for acid activated biochar (BCH3PO4) and KOH-activated biochar (BCKOH) with 366.49 mg g-1. The results showed that the biochars, especially BCKOH, become viable for its production, because it is a low cost material and of great effectiveness in the removal of drugs