Síntese de materiais lignocelulósicos oxidados e bifuncionalizado para a remoção de corantes catiônicos e aniônico em solução aquosa.

Abstract

Este trabalho descreve a preparação de adsorventes lignocelulósicos para a adsorção de corantes catiônicos e aniônico em solução aquosa. A primeira parte relata a otimização da oxidação da celulose (Cel) e do bagaço de cana de açúcar (BCA) pelo sistema NaNO2/H3PO4 e a aplicação dos produtos oxidados na adsorção dos corantes catiônicos violeta cristal (VC) e auramina-O (AO). As condições de oxidação foram otimizadas por métodos estatísticos de planejamento experimental e superfície de resposta. A oxidação otimizada introduziu 4,8 mmol/g e 4,5 mmol/g de funções ácido carboxílico na Cel e no BCA respectivamente. Os adsorventes celulose oxidada (Cox) e Bagaço de cana de açúcar oxidado (Box) foram avaliados quanto a capacidade de adsorção em função do pH, do tempo de contato (cinética) e da concentração inicial dos corantes (isoterma). O modelo cinético que melhor se ajustou para a adsorção de VC por Cox foi o de Elovich (EE) e para a adsorção de AO por Cox foi o de pseudo primeira ordem (PPO). Para a adsorção de VC e AO por Box o modelo cinético que melhor se ajustou foi o de pseudo segunda ordem(PSO). A avaliação do modelo cinético difusão intrapartícula (DIP) indicou que a difusão de VC e AO nos poros da Cox e do Box não pode ser considerada a única etapa relevante para a cinética de adsorção nestes sistemas. Os estudos das isotermas de adsorção apontaram Langmuir como o melhor modelo para a descrição da adsorção de VC por ambos os adsorventes e Konda como o melhor modelo para descrever a adsorção de AO pelos dois adsorventes. As capacidades de adsorção estimadas pelo modelo de Langmuir foram de 1117,8 mg/g e 1018,2 mg/g de VC em Cox e Box respectivamente. As capacidades de adsorção estimadas pelo modelo de Konda foram de 1223,3 mg/g e 628,8 mg/g de AO em Cox e Box respectivamente. Os estudos de dessorção e readsorção mostraram ser possível o reuso da Cox e do Box. A segunda parte deste trabalho descreve a produção, a partir da celulose, do adsorvente bifuncionalizado com características zwitteriônicas, CM3, para a adsorção em sistema monocomponente do corante catiônico violeta cristal e do corante aniônico alaranjado II (AII). A modificação química da celulose ocorreu por meio de succinilação com anidrido succínico e posterior modificação com cloreto de colina. O modelo cinético que melhor se ajustou à adsorção de ambos os corantes por CM3 foi o de pseudo segunda ordem. A avaliação do modelo DIP indicou que a difusão de VC ou AII nos poros da CM3 não pode ser considerada como a única etapa relevante para a cinética de adsorção nestes sistemas. Os estudos das isotermas de adsorção apontaram Konda e Langmuir como os melhores modelos para descrever a adsorção de VC e AII por CM3, respectivamente. A capacidade de adsorção do corante catiônico VC por CM3 foi de 2367,5 mg/g e do corante aniônico AII foi de 217,5 mg/g.