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Feb 14, 2024

Síntese de carvão ativado composto com areia preta egípcia para melhor desempenho de adsorção de corante azul de metileno

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 4209 (2023) Citar este artigo 1279 Acessos 1 Citações Detalhes das métricas O presente estudo relata a viabilidade da síntese de um novo

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 4209 (2023) Citar este artigo

1279 acessos

1 Citações

Detalhes das métricas

O presente estudo relata a viabilidade da síntese de um novo adsorvente compósito poroso, preparado a partir de impregnações minerais de carvão ativado de caroço de azeitona (OS400) e granada (GA) (referido como OSMG). Este compósito (OSMG) foi aplicado por sua capacidade de adsorver um corante orgânico macromolecular. As características estruturais do compósito foram avaliadas usando diversas técnicas como Brunauer-Emmett-Teller (BET), Microscopia Eletrônica de Varredura equipada com espectroscopia de raios X por energia dispersiva (SEM-EDX), difração de raios X (XRD) e infravermelho com transformada de Fourier. espectrômetro (FT-IR). A área de superfície específica da granada (GA), (OS400) e (OSMG) foi encontrada como 5,157 mg⋅g−1, 1489,598 mg⋅g−1 e 546,392 mg⋅g−1, respectivamente. A área superficial específica do novo compósito (OSMG) foi promovida para melhorar a adsorção do azul de metileno (MB). Os experimentos foram conduzidos sob diversas condições, incluindo tempo de contato, concentração inicial do corante, dosagem do adsorvente, pH e temperaturas. Os dados desses experimentos foram analisados ​​usando vários modelos de adsorção, incluindo Langmuir, Freundlich, Temkin e Dubinin-Radushkevich (DR). Os resultados indicaram que a adsorção se ajustou melhor ao modelo de Freundlich e que o processo de adsorção seguiu um mecanismo cinético de pseudo-segunda ordem. Além disso, a análise termodinâmica indicou que a adsorção de MB em adsorventes granada (GA) é endotérmica, enquanto a sorção em (OS400) e (OSMG) é um processo exotérmico e não espontâneo. O compósito OSMG pode ser usado por pelo menos cinco ciclos sem perda significativa de desempenho adsortivo e pode ser facilmente separado da água após o tratamento.

A actividade antropogénica e a expansão populacional estão frequentemente ligadas à extensão da presença de contaminantes em todo o ecossistema1. Mesmo quantidades mínimas de descarga de corante na água podem prejudicar a vida aquática, diminuir a transmissão de luz e impactar negativamente a fotossíntese2. Estão disponíveis relatórios mundiais de mais de 100.000 corantes comerciais3.

Hoje, todos têm acesso virtualmente ilimitado à cor e são criadas mais de um milhão de toneladas por ano1,4. Um corante comum utilizado nessas indústrias é o azul de metileno, que é solúvel em água e pode ser prejudicial se ingerido, inalado ou em contato com a pele5,6. A exposição ao azul de metileno pode causar irritação ocular, metemoglobinemia, produzir cianose, convulsões, taquicardia, dispneia, irritar a pele e, se ingerido, causar náuseas, vômitos, diarreia e vários outros sintomas7. Possui alta presença em efluentes (altamente visível em pequenas quantidades de corantes < 1 ppm)6.

A produção de corantes tóxicos por certas indústrias pode resultar numa poluição ambiental significativa, particularmente sob a forma de águas residuais8. Há uma variedade de tecnologias e estratégias convencionais que têm sido usadas para remover esses corantes de águas residuais, incluindo troca iônica, tecnologia de membranas, métodos físico-químicos, processos fotoquímicos e fotocatalíticos, oxidação avançada e técnicas biológicas9,10.

A produção de corantes tóxicos por certas indústrias pode resultar numa poluição ambiental significativa, particularmente na forma de águas residuais. Há uma variedade de tecnologias e estratégias convencionais que têm sido usadas para remover esses corantes de águas residuais, incluindo troca iônica, tecnologia de membrana, métodos físico-químicos, processos fotoquímicos e fotocatalíticos, oxidação avançada e técnicas biológicas.

A adsorção é uma estratégia amplamente utilizada e eficaz para remover poluentes de águas residuais impuras11,12. As vantagens da adsorção incluem alta eficiência de remoção, simplicidade, facilidade de aplicação e capacidade de lidar com soluções altamente concentradas13,14 Vários materiais adsorventes têm sido empregados no processo de adsorção, incluindo argilominerais, nanomateriais, resíduos agrícolas e biomassas biológicas15,16 . Além disso, os pesquisadores usaram uma série de adsorventes específicos, como biochar, biochar de casca de arroz, biochar de casca de arroz carregado com nanopartículas de ZnO, composto de biochar-MgO, nanocompósito de Fe3O4/Clinoptilolite e adsorvente composto de hidróxido duplo em camadas de Zn/Al e biochar de bagaço para o tratamento. de águas residuais10.