Síntese e caracterização de nanocompósitos de ferro e carbono para uso na adsorção do azo corante acid red 66

Abstract

Azo corantes representam cerca da metade da produção global de corantes têxteis sintéticos e podem trazer sérios prejuízos à saúde humana e ao meio ambiente quando descartados de forma inadequada. Notadamente, nanomateriais magnéticos como a magnetita (Fe O ) apresentam um 3 4 potencial considerável de aplicação no tratamento de água residuárias. Neste contexto, este trabalho visa avaliar a remoção de azo corante Acid Red 66 em solução aquosa via adsorção sobre nanocompósitos de ferro e carbono (FeC e Fe/FeC). Os materiais magnéticos foram sintetizados via método hidrotérmico a 150 °C usando sacarose comercial como fonte de carbono e caracterizados segundo as técnicas de difração de raios-X (XRD), espectroscopias no infravermelho (FTIR), Raman, Mossbauer e de ressonância paramagnética eletrônica (EPR), microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia por energia dispersiva de raios-X (SEM/EDS), análise textural com N a 77 K, distribuição de tamanho de partículas, potencial 2 zeta e magnetização (VSM). No estudo adsortivo (modo batelada) foi utilizado uma dosagem de adsorvente de 2 g.L-1 sob agitação de 150 rpm por 2 h. Os resultados de caracterização indicaram que as espécies de Fe formaram aglomerados estruturados de Fe O envoltos por 3 4 uma camada de carbono no nanocompósito de FeC. A adição de íons Fe3+ levou a formação de um revestimento de -Fe O na estrutura do nanocompósito de FeC após tratamento térmico. 2 3 Os estudos de equilíbrio mostraram maior capacidade adsortiva (15,5 mg.g-1) para o nanocompósito Fe/FeC a 25 oC, o que corresponde a uma eficiência de remoção de 98,4% para uma concentração inicial de corante de 30 mg.L-1. Do ponto de vista cinético o modelo de pseudo segunda ordem melhor se ajustou aos dados experimentais, sugerindo um mecanismo de adsorção tipicamente de quimissorção. Estes resultados podem ser considerados promissores para a aplicação de nanocompósitos magnéticos de ferro e carbono no tratamento ambiental de águas residuárias têxteis. Palavras-chaves: Acid Red 66, Nanocompósitos magnéticos, Estudos de adsorção