Síntese e caracterização de compósitos de óxido de grafeno para remoção de corantes orgânicos e purificação de água - Marques, Paulo Henrique Colli (2024)
A disponibilidade de água, assim como outros problemas ambientais, é algo que a humanidade enfrenta devido à poluição e ao rápido crescimento urbano e industrial. Para contornar esse problema técnicas são empregadas, como dessalinização, osmose reversa, etc. Uma alternativa é o emprego de novos materiais, como o grafeno e o óxido de grafeno, que frente aos materiais convencionais possuem características químicas e físicas únicas, permitindo a captura de moléculas orgânicas e até mesmo alguns tipos de metais pesados em sua superfície. O óxido de grafeno (OG) pode ser obtido de diversas formas, como através da pirólise de ácido cítrico (AC) em atmosfera inerte ou não inerte. Assim, recobrindo areia com esse material é obtido um compósito areia-OG, com capacidade de remoção de corante orgânico como a Rodamina 6G (R6G) da água por processo de filtração. Neste trabalho foram preparados compósitos areia-OG (AOG) a partir da pirólise de ácido cítrico em forno convencional. Para estudo da eficiência do compósito AOG na remoção de corante R6G da água, parâmetros como temperatura e tempo de pirólise, razão das massas de ácido cítrico e areia, foram avaliados. Resultados de filtragem mostraram que o compósito areia-OG obtido a 300 ºC/2h, com razão areia/AC de 3% apresentou eficiência de remoção de 99 % para até 40 ml de solução de R6G 20 μM filtrada, usando 1,0 g de compósito, com capacidade de remoção, q, de até 0,40 mg/g (fluxo de 1,0 ml/min.cm2). Para aplicação prática o compósito é capaz de remover aproximadamente 0,4 g de R6G de 1,0 litro de água utilizando 1,0 kg de compósito. Os estudos do compósito foram desenvolvidos pelo método de filtragem através do processo de fluxo por uma coluna vertical de compósito e também por imersão do compósito na solução (contato), identificando a eficiência de remoção, capacidade de remoção e fazendo o uso do modelo de adsorção de primeira ordem de Lagergren para o método de imersão.