SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE SÍLICA MESOPOROSA E SEU POTENCIAL USO COMO ADSORVENTE NA DESCONTAMINAÇÃO DE EFLUENTES
A descarga excessiva de efluentes contendo corantes no ambiente aquático tem sido motivo de preocupação mundial, pois provoca enormes impactos a esses ecossistemas, além de causar efeitos nocivos à saúde. O desenvolvimento de tecnologias eficientes para o tratamento desses efluentes tem sido um tema de particular relevância. No presente estudo, nanopartículas de sílica mesoporosa tipo SBA-15, com diferentes características texturais, foram sintetizadas variando alguns parâmetros de síntese, como a razão molar TEOS:P123:HCl:H2O e o tempo de envelhecimento do sólido. As sílicas produzidas, denominadas S1 e S2, foram caracterizadas por difração de raios-X (DRX), adsorção-dessorção de N2, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). As amostras foram testadas como adsorventes na remoção do corante Azul de Metileno (AM) e na descontaminação de um efluente de lavanderia industrial. As áreas específicas (SBET) estimadas para S1 e S2 foram de 644 e 841 m2 g-1, respectivamente. Essas amostras exibiram diferentes morfologias, organização microestrutural, volume e diâmetro médio de poro, e consequentemente, capacidades adsorventes distintas. A sílica S2 exibiu capacidade máxima de remoção do AM (qm= 439,11 mg g-1) superior à S1 (qm= 278,91 mg g-1). O estudo cinético, isotérmico e termodinâmico da adsorção do AM nas sílicas indicou que o processo é favorável, endotérmico e ocorre por fisissorção, envolvendo interações eletrostáticas e de van der Waals entre o adsorbato e os sítios heterogêneos dos adsorventes. O modelo cinético de pseudo-segunda ordem (PSO) e a isoterma de Sips foram as equações que melhor se ajustaram aos dados de adsorção do AM às sílicas. No tratamento do efluente, S1 removeu 83% dos poluentes em pH 3,0 e após 4 horas de tratamento, enquanto S2 alcançou 97% de remoção nas mesmas condições. As duas sílicas demonstraram ser adsorventes promissores para a descontaminação de efluentes.
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE SÍLICA MESOPOROSA E SEU POTENCIAL USO COMO ADSORVENTE NA DESCONTAMINAÇÃO DE EFLUENTES
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DOI: 10.22533/at.ed.85920170926
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Palavras-chave: sílica mesoporosa, adsorção, corantes, águas residuais
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Keywords: mesoporous silica, adsorption, dyes, wastewater.
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Abstract:
The excessive discharge of effluents containing dyes in the aquatic environment has been a cause of global concern, because it causes enormous impacts on these ecosystems, besides causing harmful effects to the human health. The development of effective technologies for the treatment of these effluents has been a topic of particular relevance. In this study, SBA-15 type mesoporous silica nanoparticles were synthesized, varying some synthesis parameters such as the molar ratio TEOS:P123:HCl:H2O and the aging time of the solid. The produced silicas, called S1 and S2, were characterized by X-ray diffraction (XRD), N2 adsorption-desorption, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The samples were tested as adsorbents for the removal of Methylene Blue (MB) dye, as well as, for the decontamination of an industrial laundry effluent. Specific areas estimated to S1 and S2 were 644 and 841 m2 g-1, respectively. These samples exhibited different morphologies, microstructural organization, volume and average pore diameter, and consequently, distinct adsorbent capacities. S2 sample exhibited maximum adsorption capacity for MB removal (qm= 439,11 mg g-1) higher than S1 (qm= 278,91 mg g-1). Kinetic, isothermal and thermodynamic study of MB adsorption on silicas indicated that the process is favorable, endothermic and occurs by physisorption, through electrostatic and van der Waals interactions between the adsorbate and the heterogeneous surfaces of the adsorbents. Pseudo-second order (PSO) kinetic model and Sips isotherm promoted the best fit for MB adsorption data on silicas. In effluent treatment, S1 silica removed 83% of pollutants at pH 3.0 and after 4 hours of treatment, while S2 removed 97% in similar conditions. Both the silicas proved to be promising adsorbents for effluent decontamination.
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Número de páginas: 17
- Cezar Augusto Moreira
- Matheus Devanir Custódio
- Jéssica de Lara Andrade
- Angélica Gonçalves Oliveira
- Edgardo Alfonso Gómez Pineda
- Ana Adelina Winkler Hechenleitner
- Daniela Martins Fernandes de Oliveira
