Estudo da Adsorção de Tereftalato de Sódio em Hidróxidos Duplos Lamelares
Eduardo Luis Crepaldi (PG), Jairo Tronto (IC), Lucelena Patrício Cardoso (IC), Cleberson Cipriano de Paula (PG), João Barros Valim (PQ)
Departamento de Química, Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Av. Bandeirantes, 3900, 14040-901, Ribeirão Preto, SP.
Hidróxidos duplos lamelares (HDLs) podem ser estruturalmente descritos como o empilhamento de camadas com estrutura do tipo da brucita [Mg(OH)2], positivamente carregadas, apresentando ânions hidratados no domínio interlamelar. Em grande parte dos trabalhos encontrados na literatura sobre adsorção em HDLs (geralmente HDLs contendo Mg(II), Al(III) e carbonato) os mesmos são utilizados na forma calcinada. HDLs de Mg(II) e Al(III) calcinados a temperaturas próximas a 500 °C perdem a estrutura lamelar e o carbonato interlamelar é decomposto. O material assim obtido, um oxi-hidróxido misto, pode ser regenerado à estrutura inicial. Esta propriedade dos HDLs, chamada “efeito memória”, tem sido amplamente utilizada em adsorção, pois o material em processo de regeneração pode remover ânions de uma solução aquosa por dois processos simultâneos: adsorção e intercalação. O objetivo deste trabalho foi utilizar HDLs, calcinados ou não, na remoção de ânions tereftalato (TA) de soluções aquosas. O ânion tereftalato foi escolhido para este trabalho pois é um resíduo industrial de difícil tratamento por métodos biológicos.
O HDL utilizado foi preparado pelo método de coprecipitação e caracterizado por DRX, TG-DTA, FT-IR, análise química e N2-BET. A adsorção de TA em HDL não calcinado e calcinado a 500°C (em ar por 4 horas), a partir de soluções aquosas, foi realizada pelo método de batelada. As isotermas de adsorção a 25 °C foram determinadas adicionando-se 50 cm3 de solução de TA (1´10-4 a 0,1 mol dm-3) em erlenmeyers contendo 200 mg do HDL, deixando-se em contato e sob agitação (em um banho tipo Dubnoff) por 72 horas. Após o tempo de contato o sobrenadante foi separado por centrifugação e a concentração de TA foi determinada por espectrofotometria (l = 240 nm). Para a determinação da cinética de adsorção adicionou-se 400 cm3 de solução de TA (1,2´10-2 ou 6,0´10-2 mol dm-3) sobre 1,6 g do HDL. Alíquotas de 10 cm3 foram retiradas em intervalos estabelecidos. Finalmente, realizou-se experimentos relacionados à regenerabilidade do material, através de ciclos de adsorção e calcinação.
Os
resultados mostraram que o HDL calcinado apresentou uma capacidade de
remoção do ânion tereftalato muito maior que o
material original. Análises por DRX mostraram que o material
original não sofreu alteração estrutural após
a adsorção. Por outro lado, o material calcinado
apresentou mudanças substanciais. Em baixas concentrações
de TA o material obtido apresentou espaçamento basal
condizente com a intercalação de
.
Em concentrações elevadas pode-se observar a presença
de uma segundo fase, com espaçamento basal condizente com o
ânion TA, confirmando a intercalação. A taxa de
extração do TA (quantidade inicial/quantidade final)
atingiu valores superiores a 90% no caso do material calcinado. Na
faixa de concentração normalmente encontrada em
resíduos industriais esta taxa ficou entre 59 e 88% para o
material calcinado (Fig. 1).
Fig. 1. Dados obtidos para a adsorção de tereftalato de sódio em HDL de Mg(II) e Al(III).
EMBED
Origin50.Graph Fig. 2. Cinética de adsorção
de uma solução de tereftalato 12 mmol dm-3
sobre o HDL calcinado a 500 °C.
O resultado dos ciclos de adsorção e calcinação mostrou que o material mantém sua capacidade de adsorção (ou sorção) até o segundo ciclo. Após o terceiro ciclo, observou-se um decréscimo gradual da capacidade de adsorção. Este fato pode ser explicado pela segregação de alumínio da estrutura do material, com formação de MgAl2O4, um material bastante estável que não se regenera. Análises por TG-DTA e FT-IR dos materiais obtidos pela calcinação (em ar a 500 °C por 4 horas), do material adsorvido mostraram que os ânions tereftalato foram eliminados da estrutura.
Com base nos resultados pode-se concluir que o HDL calcinado é um excelente adsorvente para ânions tereftalato. Este fato, aliado à regenerabilidade, torna este material aplicável no tratamento de efluentes industriais contendo o referido ânion.
FAPESP CNPq/PIBIC