FUNCIONALIZAÇÃO DA CELULOSE COM AMINOSILANO E APLICAÇÃO NA ADSORÇÃO DE CORANTE ANIÔNICO

Abstract

RESUMO: A poluição de ecossistemas aquáticos causada pela descarga de corantes, principalmente pelas indústrias têxteis, constitui-se num grave problema ambiental, e diversos métodos de tratamento têm sido empregados para remoção destes corantes, incluindo o método de adsorção. O presente trabalho descreve a obtenção de uma matriz adsorvente (Cel-SiN) a partir da modificação química da celulose com 3-aminopropiltrimetoxisilano e sua aplicação na adsorção do corante Eosina Amarela (EY) em meio aquoso. O material Cel-SiN foi caracterizado por análise elementar, Espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), Ressonância Magnética Nuclear no estado sólido para os núcleos de 1H, 13C e 29Si, Difratometria de raios-X (DRX), Termogravimetria e derivada termogravimétrica (TG/DTG) que comprovaram a modificação. O material Cel-SiN foi aplicado na adsorção do corante aniônico EY no qual foram avaliados os parâmetros de dosagem do adsorvente, pH, tempo de contato, força iônica, concentração e temperatura no processo de adsorção. A matriz Cel-SiN exibiu maior capacidade de adsorção de EY em pH 5,0 com tempo de equilíbrio de 80 min. O estudo cinético apontou que o processo de adsorção é melhor descrito pelo modelo cinético de pseudo-segunda ordem. Os ajustes dos dados experimentais de isoterma indicaram que o modelo de isoterma de Freundlich é o que melhor descreve o processo de adsorção. A capacidade de adsorção de EY em Cel-SiN foi de 61,07 mg g−1 a 298 K e os estudos termodinâmicos indicaram a natureza exotérmica (ΔH° = −187,62 kJ mol−1) e espontânea (ΔG° = −3,40 kJ mol−1 em 298 K) do processo de adsorção. Com base nos resultados, o material Cel-SiN apresenta-se como adsorvente promissor na remoção de corante EY em meio aquoso exigindo condições brandas de temperatura, pH e dosagem de adsorvente. ABSTRACT: The pollution of aquatic ecosystems caused by the discharge of dyes, mainly by the textile industries, constitutes a serious environmental problem and several treatment methods have been employed including the adsorption method. The present work describes the adsorbent matrix (Cel-SiN) obtained from the chemical modification of the cellulose with 3-aminopropyltrimethoxysilane and its application in the adsorption of the Eosin yellow (EY) dye in aqueous medium. The Cel-SiN material was characterized by elemental analysis, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), solid state 1H, 13C and 29Si Nuclear Magnetic Resonance, X-ray Diffractometry (XRD), Thermogravimetry and thermogravimetric derivative (TG/ DTG) that proved the modification. The material Cel-SiN was applied in the adsorption of the anionic dye EY in which the parameters of adsorbent dosage, pH, contact time, ionic strength, concentration and temperature in the adsorption process were evaluated. The Cel-SiN matrix exhibited higher adsorption capacity of EY at pH 5.0 with equilibrium time of 80 min. The kinetic study indicated that the adsorption process is best described by the kinetic model of pseudo-second order. The adjustments of the experimental isotherm data indicated that the Freundlich isotherm model best describes the adsorption process. The adsorption capacity of EY in Cel-SiN was 61.07 mg g−1 at 298 K and the thermodynamic studies indicated the exothermic (ΔH° = −187.62 kJ mol−1) and spontaneous nature (ΔG ° = −3.40 kJ mol−1 at 298 K) of the adsorption process. Based on the results, the Cel-SiN material presents as promising adsorbent in the removal of EY dye in aqueous medium requiring mild conditions of temperature, pH and adsorbent dosage.