Bioadsorvente derivado da pachira aquatica aubl. no processo de biossorção para remoção de metais em efluentes - Nascimento, Talita Lorena da Silva do (2021)
O uso de subprodutos agroindustriais para remoção de contaminantes através do processo de adsorção tem sido uma alternativa sustentável devido sua origem renovável, abundância, baixo custo e eficiência comparada ao carvão comercial. Nesse sentido, o presente estudo objetivou investigar a utilização do bioadsorvente derivado da casca do fruto da Pachira aquática para remoção de íons metálicos em solução aquosa. O bioadsorvente foi produzido através da carbonização das cascas da biomassa a 450°C, e caracterizado através da análise imediata, DRX, MEV, potencial de carga zero, potencial zeta, termogravimetria e titulação de Boehm. O planejamento fatorial completo com pontos centrais foi aplicado para otimizar os ensaios de adsorção e verificar a influência da concentração de íons metálicos Ni2+ e Cd2+, massa de adsorvente e temperatura na capacidade de remoção de tais íons. Os ensaios de adsorção foram desenvolvidos por meio de sistemas em batelada e em coluna de leito fixo. Os ensaios de cinética indicaram a ocorrência quimissorção, sendo o modelo de pseudo segunda ordem o que melhor se ajustou aos dados experimentais. O equilíbrio do processo foi atingido em 300 min com remoção de 81% e 96% para Ni2+ e Cd2+, respectivamente. Os ensaios isotérmicos demonstraram que o modelo que melhor descreveu o processo foi o de Langmuir, também sugerindo a ocorrência de quimissorção, e que o aumento da concentração de adsorbato aumentou a quantidade de íons removido pelo CPA. O estudo da termodinâmica de adsorção mostrou que o sistema, para ambos os íons, é endotérmico, uma vez que os valores de ΔH foram positivos, e que as condições de adsorção são não espontâneas, indicadas pelos resultados de ΔG positivo. Além disso, os resultados de ΔH >20 kJ/mol para ambos os íons confirmaram que o processo ocorrido foi o de quimissorção. As curvas de ruptura mostraram que a uma vazão de 3 mL/min e altura de leito de 12 cm obteve-se resultados maiores de remoção. A capacidade de adsorção dos metais na coluna de leito fixo foi maior para o Cd2+ do que Ni2+. Foi observado que para a concentração do adsorbato de 100 mg/L o tempo de ruptura foi atingido muito rápido, porém diminuindo a concentração para 45 mg/L esse tempo foi aumentado em cerca de 6x. O bioadsorvente produzido a partir da casca do fruto da Pachira aquática tem potencial de remoção de metais em efluentes industriais, proporcionando valorização de um subproduto florestal de forma sustentável através de sua aplicação em sistemas de tratamento de efluentes.