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Nov 18, 2023

Comportamento de adsorção de hidróxido duplo em camadas magnéticas de Co / Al modificado por ramnolipídeo para a remoção de corantes catiônicos e aniônicos

Relatórios Científicos volume 12, Artigo número: 14623 (2022) Citar este artigo 1980 Acessos 32 Citações 1 Detalhes da Métrica Altmétrica Na presente pesquisa, ramnolipídeo magnético-Co/Al em camadas duplas

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 14623 (2022) Citar este artigo

Acessos de 1980

32 citações

1 Altmétrico

Detalhes das métricas

Na presente pesquisa, o hidróxido duplo magnético em camadas de ramnolipídio-Co / Al (MR-LDH) foi sintetizado para absorver o azul de metileno (MB) e o laranja reativo 16 (RO16) da solução aquosa. Os principais parâmetros, incluindo pH, dosagem do adsorvente, tempo de contato e concentração inicial do analito, foram otimizados para atingir a melhor eficiência de adsorção. Consequentemente, a eliminação de MB no MR-LDH é melhorada no meio básico devido às interações eletrostáticas entre a carga negativa do MR-LDH e a carga positiva do corante MB. Em contraste, o meio ácido (pH = 3) foi favorecido para a adsorção de RO16 devido à ligação de hidrogênio entre a forma protonada do corante azo e os grupos hidroxila protonados na superfície do MR-LDH. As capacidades máximas de adsorção calculadas para MB e RO16 foram 54,01 e 53,04 mg/g a 313 K, respectivamente. O modelo de Langmuir, que assume adsorção em monocamada na superfície adsorvente, fornece a melhor explicação para a adsorção de ambos os corantes (R2 = 0,9991 para MB e R2 = 0,9969 para RO16). Além disso, o modelo cinético de pseudosegunda ordem descreveu melhor o processo de adsorção para MB (R2 = 0,9970) e RO16 (R2 = 0,9941). O adsorvente proposto mantém desempenho de adsorção estável por quatro ciclos consecutivos. Após cada processo de adsorção, o MR-LDH é facilmente separado por um ímã externo. Os resultados mostram que o MR-LDH foi considerado um excelente adsorvente para a remoção de corantes orgânicos catiônicos e aniônicos de soluções aquosas.

Como resultado do lançamento contínuo de poluentes no meio ambiente, especialmente na água, a remoção de efluentes industriais, incluindo indústrias de couro, impressão, têxteis, refinarias, plásticos e petróleo, tornou-se um dos desafios globais1,2,3,4 ,5. Devido à sua lenta decomposição e toxicidade, os corantes podem causar danos irreparáveis ​​ao ecossistema ambiental e levar a graves problemas em animais aquáticos e humanos6,7,8.

Os corantes têxteis são classificados de acordo com seus grupos funcionais: nitro, nitroso, azo, antraquinona, índigo, enxofre e assim por diante9,10. Esses corantes são recalcitrantes, não biodegradáveis, bioacumulativos, tóxicos e cancerígenos e apresentam efeitos nocivos ao meio ambiente, mesmo em baixas concentrações11,12,13,14. Também é prática comum categorizar os corantes de acordo com a carga que resta em suas partículas após a dissolução em meio aquoso. Essas categorias incluem aniônicos (que inclui corantes diretos, ácidos e reativos), catiônicos (que incluem todos os corantes básicos) e não iônicos (corantes dispersos)15,16.

O cloreto de metiltionina, comumente chamado de azul de metileno, é um corante catiônico não biodegradável solúvel em água pertencente à família das tiazinas com um pka de 3,8. O Laranja Reativo 16, um corante monoazo recalcitrante e xenobiótico altamente solúvel em água com um pka de 3,75, é inerentemente perigoso e tem efeitos carcinogênicos e mutagênicos em humanos17,18,19,20. Portanto, a remoção de corantes de águas residuais é considerada um desafio ambiental21,22.

Diversas técnicas têm sido empregadas para eliminar corantes sintéticos de águas poluentes, incluindo filtração, floculação, tratamento biológico, coagulação, adsorção, extração, separação por membrana, degradação fotocatalítica e oxidação23,24,25,26. Alguns desses métodos tradicionais foram restringidos por serem complexos, demorados e antieconômicos27. Assim, é necessário encontrar o método de tratamento de águas residuais com corantes mais eficiente e simples28. Nas últimas décadas, a adsorção tem recebido muita atenção como método preferido devido à sua flexibilidade e simplicidade no design, bem como à sua insensibilidade a contaminantes tóxicos e à falta de geração de materiais tóxicos2,25,29,30,31. A eficiência de adsorção depende muito das propriedades do adsorvente30. Adsorventes tradicionais, incluindo argila, biocarvão, quitosana, zeólita, sílica ou adsorventes sintéticos, incluindo carvão ativo, polímeros, material de carbono mesoporoso, resíduos de pneus de borracha ou membranas de filtro, foram testados para remover contaminantes de águas residuais32,33,34.