Adsorção de corantes com uso de microesferas de hidroxiapatita natural nanoestruturada de ossos de tilápia e alginato de sódio

Abstract

O presente trabalho relata o estudo da adsorção de corantes industriais com uso de microesferas de hidroxiapatita natural nanoestruturada obtida de ossos de tilápia e alginato de sódio. Foram produzidas microesferas liofilizadas e dessecadas. As microesferas de HAP foram caracterizadas usando análises de picnometria em gás hélio, MEV, FTIR, BET e BJH. Os resultados destacaram a alta pureza da HAP produzida com formação de agregados de partículas em forma de placas que dão origem a poros na forma de fendas. A área superficial foi determinada como 56,503 m²/g para as microesferas dessecadas e 87,178 m²/g para as liofilizadas, ambas são mesoporosas. Dentre os corantes testados, os que apresentaram maior potencial para este estudo foram o verde malaquita oxalato (C46H50N4 · 2 C2HO4 · C2H2O4) e o vermelho Congo (C32H22N6Na2O6S2). A adsorção do corante vermelho ocorreu superficialmente, enquanto no corante verde houve a difusão do corante para o interior da microesfera, devido ao tamanho das moléculas dos corantes e a outros fatores, como a carga superficial das microesferas, e a natureza da interação entre os grupos funcionais da superfície da microesfera e os corantes. O tempo de equilíbrio de adsorção para estes corantes foi determinado como 900 min, sendo a dosagem ideal para o corante verde de 0,5 g/L e para o corante vermelho 3 g/L. A cinética de adsorção do corante verde seguiu o modelo de pseudoprimeira ordem, R2 = 0,988, para microesferas dessecadas e pseudossegunda ordem, R2 = 0,964, para microesferas liofilizadas, enquanto a do corante vermelho seguiu o modelo de difusão intrapartícula (R2 = 0,925 para microesferas dessecadas e R2 = 0,983 para microesferas liofilizadas). Determinou-se que as microesferas dessecadas são mais adequadas para o processo de adsorção, pois apresentam maior eficiência na remoção de corante e são mais econômicas, considerando que o processo de liofilização envolve um alto custo energético. Os dados de equilíbrio ajustaram-se melhor à isoterma de Freundlich (R2 = 0,8769 para o corante verde e R2 = 0,9173 para o corante vermelho). A maior capacidade de adsorção para o corante verde foi determinada como 202,75 mg/g e para o corante vermelho foi de 6,59 mg/g. Quanto ao reuso dos adsorventes foi utilizado o dessorvente etanol para o corante vermelho e ácido acético 0,01 M para o corante verde, estes dessorventes não apresentaram bons resultados, sendo que o ácido acético degradou as microesferas. Os resultados obtidos sugerem que as microesferas produzidas possuem um papel promissor para aplicações em remediação ambiental.