Elaboração de nanocompositos magnéticos à base de biopolímeros para adsorção seletiva de poluentes

Abstract

Este estudo teve como objetivo desenvolver e caracterizar sistemas microparticulados magnéticos baseados em quitosana/maguemita e alginato/maguemita, bem como avaliar a eficiência destes sistemas juntos e isolados na remoção dos corantes azul de metileno e alaranjado de metila, por meio do processo de adsorção em meio aquoso. Inicialmente preparou-se a -Fe2O3 pelo método de coprecipitação em meio alcalino. Com o objetivo de conferir propriedades magnéticas às microesferas, adicionou-se a -Fe2O3 anteriormente preparada a soluções de quitosana 2% e alginato 3%. A etapa seguinte consistiu na preparação das microesferas de quitosana e de alginato, pelo método de gelatinização iônica, em tripolifosfato e cloreto de cálcio, respectivamente. Estes materiais foram caracterizados quanto a morfologia propriedades físicas, químicas, térmicas e magnéticas. Os parâmetros experimentais do processo de adsorção foram previamente otimizados, variando-se massa de adsorvente, pH do meio, concentração inicial da solução de corante e tempo de contato. A capacidade adsorvente das microesferas de quitosana e de alginato foi analisada por espectroscopia de absorção molecular na região do visível (UV-Vis). Os resultados revelarem que tanto as microesferas de quitosana quantos as de alginato apresentam potencial para a finalidade proposta. Os resultados experimentais mostraram que a cinética de adsorção foi melhor descrita pelo modelo de pseudosegunda ordem, o que indica que o mecanismo que controla a velocidade de adsorção são as interações eletrostáticas que ocorrem entre adsorvente e o adsorvato. Ajustando-se os dados obtidos de acordo com os modelos de isotermas de Langmuir, Freundlich e Langmuir-Freundlich (SIPS), observou-se que não há diferenças significativas entre os três modelos de isotermas utilizados para ambos os sistemas. Avaliando-se os dados cinéticos obtidos para a mistura de corantes observa-se que o percentual de remoção é influenciado pela mistura das microesferas, uma vez que, ocorreu uma redução na eficiência de remoção na mistura de microesfera tanto para o azul de metileno quanto para o alaranjado de metila, sugerindo que ocorre uma competição entre as forças repulsivas e atrativas das microesferas e as moléculas dos corantes.