Adsorção de diclofenaco sódico por óxido de grafeno, carvão ativado pulverizado e granulado - Medeiros, Glauber da Rocha (2020)
Estudos recentes desenvolvidos em diferentes países revelam a presença de fármacos em corpos aquáticos. Dentre os principais fármacos detectados, o antiinflamatório diclofenaco sódico (DS) é considerado de elevada ecotoxicidade e foi incluído na lista de substâncias prioritárias para monitoramento no domínio da política da água pela Diretiva 39/2013 da União Europeia. Entre os processos de tratamento de água disponíveis, a adsorção é uma alternativa eficaz sob os aspectos técnicos e econômicos. Neste contexto, este trabalho teve o objetivo de avaliar, em escala de bancada, a eficiência de remoção do DS em três distintos adsorventes: óxido de grafeno (OG), carvão ativado pulverizado (CAP) e carvão ativado granulado (CAG). A adsorção do DS foi analisada através do delineamento composto central (DCC), utilizando-se de quatro fatores: concentração de diclofenaco sódico (CDS), concentração de adsorvente (CADS), tempo de contato (Tc) e pH. Os resultados subsidiaram a modelagem de respostas para capacidade de adsorção, remoção de adsorbato, cinética de adsorção de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem (PSO) e difusão intra-partícula (DIP), isotermas de Langmuir e Freundlich. De uma forma geral, os três adsorventes demonstraram afinidade pela adsorção de DS. As máximas capacidades de adsorção experimentais foram de: 669,50 mg.g-1 para OG (CDS de 450 mg.L-1, CADS de 0,2 g.L-1, Tc de 34,3 min e pH 5); 169,39 mg.g-1 para CAP ( CDS de 331,64 mg.L-1, CADS de 0,2 g.L-1, Tc de 40,6 min e pH 5); 77,73 mg.g-1 para CAG (CDS de 450 mg.L-1, CADS de 0,2 g.L-1, Tc de 25 min e pH 9). A eficiência do OG se sobrepões em 395% ao CAP e 861% ao CAG. Esses dados foram obtidos em bateladas de confirmação em duplicata e representam a média dos valores obtidos. Os dados dos modelos baseados no DCC apresentaram estimativas de eficiências médias de remoções que corroboram para preferência do OG em detrimento dos carvões testados. Para todas as condições aplicadas (CDS de 50 a 450 mg.L-1, CADS de 1,4 a 5 g.L-1, Tc de 5 a 45 min e pH de 5 a 9), a remoção de DS por OG variou entre 97,59% a 99,95%. O CAP obteve remoção máxima prevista pelo modelo de até 100%, porém limitado para CDS entre 50 e 150 mg.L-1. Para o CAG, a remoção máxima prevista foi de 43,50% para CDS de 50 mg.L-1. Para todos os adsorventes, a cinética de PSO apresentou melhor adequação aos dados. O modelo de DIP indicou que os processos de adsorção foram controlados pela combinação de mecanismos intra-filme e intra-poro, sendo OG prioritariamente associado ao intra-filme e os carvões ao intraporo. As isotermas do OG e CAG se adequaram ao modelo de Freundlich e o CAP ao de Langmuir. A adsorção de DS pelo OG foi caracterizada por quimissorção, enquanto que o CAP e CAG pela fisissorção. Em conclusão, o OG revelou-se um material eficiente e uma alternativa para remoção de DS, devendo-se avaliar futuramente aspectos dos custos envolvidos.