Estudo em batelada da adsorção de ivermectina em carvão ativado funcionalizado com grafeno

Abstract

RESUMO: Dentro da problemática dos contaminantes emergentes, a ivermectina é uma substância que vem ganhando destaque. Uma possível via de remoção de fácil aplicação é a adsorção. Um carvão ativado funcionalizado com grafeno preparado previamente foi testado para a adsorção de ivermectina em comprimidos diluída em acetonitrila. Foi realizado um teste a concentração constante com massas de carvão entre 15,00 e 45,00 mg, no qual a capacidade de adsorção específica não variou. Um teste de pH mostrou que a adsorção é favorecida pelo meio ácido, que já é o natural da solução (3,65). Todos os experimentos seguintes foram realizados nesse pH sem necessidade de ajuste. Os ensaios cinéticos foram realizados em agitador com banho-maria a 100 rpm e 25°C, em quatro etapas variando massa e concentração. Para cada ensaio a concentração foi aferida em no mínimo nove pontos entre 2,5 e 220 minutos com intervalo variável, além de uma medição após 24h para determinação da quantidade adsorvida qe real em cada ensaio. Foram testados quatro modelos cinéticos e o que melhor se ajustou aos dados obtidos foi o de pseudo-segunda ordem. Para construção das isotermas foram utilizadas 10 amostras em triplicata com concentrações entre 5 e 90 mg/l. A massa de carvão em todos os testes foi de 15 mg e as isotermas foram aferidas nas temperaturas de 22°C, 35°C e 45°C. O tempo de experimento em todos os casos foi de 24 horas. O modelo que melhor se ajustou aos dados foi o de Freundlich. Foi conduzido um teste de dessorção no mesmo pH com massas de carvão saturado entre 15,00 e 45,00 mg em contato com acetonitrila pura por 48 horas, e todas as amostras apresentaram uma dessorção de aproximadamente 30%. Analogamente foi realizado um estudo cinético da dessorção, e o modelo de pseudo-segunda ordem também foi o melhor ajuste, sendo, no entanto um processo mais lento que a adsorção

ABSTRACT: Ivermectin has become an important emergent contaminant in the past years. Removal by adsorption could be a simple and cheap option. A graphene-functionalized activated carbon previously prepared by was tested for ivermectin adsorption. The contaminat was extracted from pills via acetonitrile dilution. A test was carried using carbon mass varying from 15,00 to 45,00 mg, in wich the adsorption capacity did not change. A pH influence analisys showed that the process has better results in an acid environment. After that, all tests were carried in the solution’s natural pH, 3,65. Kinect studies were realized at 25 °C and 100 rpm, in four combinations of mass and concentration. In every test the concentration was measured in at least nine times between 2,5 and 220 minutes, and one time after 24 hours for real adsorption capacity determination. Four models were adjusted for the collected data and the best fit was thee pseudo-second order’s. For isotherm construction 10 samples were prepared with concentrations from 5,0 to 90 mg/l. Carbon mass was 15,00 mg in every test and the temperatures were 22, 35 and 45°C, with a 24 hour contact time. The best fit was Freundlich’s model. It was realized a dessorption test with diferent saturated carbon masses in acetonitrile for 48 hours, and all samples showed a dessorption of approximatey 30%. Dessorption kinectics were also studied, similarly to the adsorption tests, and the best fit was also the pseudo-second order model. However, it was overall a slower process