Adsorção do corante amarelo BF-3R reativo por zeólita NaY modificada com CTABr
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i14.22147Palavras-chave:
Zeólita Y modificada com surfactante; Adsorção; Corante amarelo BF-3R; Zeólita Y; Remoção de corantes.Resumo
As indústrias têxteis geram efluentes compostos por sais orgânicos e complexos a partir de tintas não fixadas nos tecidos, ou não degradadas pela ineficiência dos processos convencionais de tratamento, o que representa um alto potencial de impacto ambiental devido ao descarte inadequado do efluente gerado. Zeólitas são materiais porosos que possuem uma estrutura tridimensional contendo tetraédricos de AlO4 e SiO4 que podem ser modificados para melhorar suas propriedades. O processo de adsorção utilizando zeólitas sintéticas e modificadas como adsorventes pode ser considerado um excelente tratamento físico econômico para solucionar ou minimizar tal problema. Este trabalho apresenta um estudo experimental com foco na preparação e caracterização da zeólita NaY e modificada com surfactante orgânico brometo de cetiltrimetilamônio (CTABr) destinado a ser utilizado como adsorvente no processo de remoção do corante amarelo BF-3R em sistema batelada sistema corante-água. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X (XRD), espectroscopia de infravermelho (IV) e termogravimetria (TG). O efeito do parâmetro do processo, como o pH, foi estudado. Os resultados revelaram que o surfactante orgânico brometo de cetiltrimetilamônio modificado (CTABr) não causou alterações na estrutura dao zeólita NaY. Os resultados de IV revelaram que o CTABr foi incorporado com sucesso à estrutura da zeólita NaY. As melhores condições foram estabelecidas com relação ao pH para saturar os sítios disponíveis localizados na superfície da zeólita NaY e NaY_CTABr. As capacidades máximas de adsorção foram 3,35 e mg/g para o corante 5,35 usando zeólita NaY como sintetizada e zeólita NaY modificada por CTABr. As zeólitas modificadas são excelentes adsorventes para a remoção de corantes reativos de águas residuais industriais.
Referências
Ahmad, M. A, & Rahman, N. K. (2011). Equilibrium, kinetics and thermodynamic of Remazol Brilliant Orange 3R dye adsorption on coffee husk-based activated carbon. Chemical Engineering Journal, 170, 154-161. https://doi.org/10.1016/j.cej.2011.03.045
Azzopardi, E. A., Owens, S. E., Murison, M., Rees, D., Sawhney, M. A., Francis, L. W., Teixeira. R. S. R., Clement. M., Conlan, R. S., & Whitaker, I. S. (2017).
Chromophores in operative surgery: Current practice and rationalized development. Journal of Controlled Release, 249, 123-130. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2016.12.044
Barbosa, A. S., Monteiro, G. S., Rocha, L. N., Lima, E. G.; & Rodrigues, M. G. F. (2019). Remoção do Corante Reativo vermelho por adsorção utilizando argilas branca e vermelha. Revista Gestão & Sustentabilidade Ambiental, 8, 539-661.
Barbosa, A. S., Rocha, L. N., Barbosa, A. S., Monteiro, G. S., & Rodrigues, M. G. F. (2015). Argila vermelha utilizada como adsorvente na remoção de corantes reativos. In 59º Congresso Brasileiro de Cerâmica.
Barbosa, T. L. A., Rodrigues, D. P. A., & Rodrigues, M. G. F. (2019). Síntese da estrutura metalorgânica ZIF-67 e aplicação na remoção do corante Rodamina B. In XXI Congreso Argentino de Catálisis e X Congreso de Catálisis del Mercosur.
Barbosa, T. L. A., Rodrigues,, D. P. A., & Rodrigues, M. G. F. (2019). Síntese da estrutura metalorgânica ZIF-67 e aplicação na remoção do corante rodamina B. In XXI Congreso Argentino de Catálisis.
Benkhaya, S., Rabet, S. M., & Harfi, A. E. (2020). A review on classifications, recent synthesis, and applications of textile dyes. Inorganic Chemistry Communications, 115, 107891. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2020.107891
Cao, J., Wu, Y., Jin, Y., Yilihan, P., Huang, W. (2014). Response surface methodology approach for optimization of the removal of chromium (VI) by NH2-MCM-41. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 45, 860-868. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2020.107891
Cooney, D. O. (1999). Adsorption Design for Wastewater Treatment. Florida: CRC Press.
Dabbawala, A. A., Tzitzios, V., Sunny, K., Polychronopoulou, K., Basina, G., Ismail, I., Pillai, V., Tharalekshmy, A., Stephen, S., & Alhassan, S. M. (2018). Synthesis of nanoporous zeolite-Y and zeolite-Y/GO nanocomposite using polyelectrolyte functionalized graphene oxide. Surface and Coatings Technology, 350, 369-375. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2018.07.036
Hashemi, M. S. H., Eslami, F., & Karimzadeh. R. (2019). Organic contaminants removal from industrial wastewater by CTAB treated synthetic zeolite Y. Journal of Environmental Management, 233, 785-792. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.10.003
Hayes, K.F., & Leckie J. (1987). Modeling ionic strength effects on cation adsorption at hydrous oxide/solution interfaces. Journal of Colloid and Interface Science, 115, 564-572. https://doi.org/10.1016/0021-9797(87)90078-6
Huo, Z., Xu. X., Lv, Z., Song, J., He, M., Li, Z., Wang, Q., Yan, L., Li, Y. (2013). Thermal study of NaP zeolite with diferent morphologies. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 111, 365-369. http://dx.doi.org/10.1007/s10973-012-2301-y
Johnson, E.B.G, & Arshad, S.E. (2014). Hydrothermally synthesized zeolites based on kaolinite: a review. Applied Clay Science, 97–98, 215–221. https://doi.org/10.1016/j.clay.2014.06.005
Jose, M., Sriram, K., Reshma, R., Vidya, U. V., & Shukla, S. (2018). Synergistic persulfate activation as an efficient and cost-effective approach for removal of organic synthetic-dyes from aqueous solutions using magnetic Pd – Fe3O4-fly ash composite particles as catalyst. Journal of Environmental Chemical Engineering, 6, 3709-3717. https://doi.org/10.1016/j.jece.2016.12.027
Kabra, A.N. (2011). Differential fate of metabolism of a sulfonated azo dye Remazol Orange 3R by plants Aster amellus Linn., Glandularia pulchella (Sweet) Tronc. and their consortium. Journal of Hazardous Materials, 190, 424-431. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.03.065
Khaleque, A, Alam, M. M., Hoque, M., Mondal, S., Haider, J. B., Xu, B., Johir, M. A.H., Karmakar, A. K., Zhou, J. L., Ahmed. M. B., & Moni, M. A. (2020). Zeolite synthesis from low-cost materials and environmental applications: A review. Environmental Advances. 2, 100019. https://doi.org/10.1016/j.envadv.2020.100019
Kulprathipanja, S. (2010). Zeolites in Industrial Separation and Catalysis. Germany: Wiley-VCH.
Laurent, A. D., Wathelet, V., Bouhy, M., Jacquemin, D., & Perpéte, E. (2010). Simulation de la perception des couleurs de colorants organiques. Techniques de L’ingénieur, 3-4, 6810.
Lima, L. A., Mota, M. F., Menezes, V. M. R., & Rodrigues, M. G. F. (2014). Síntese da peneira molecular MCM-41 e sua utilização como adsorvente na remoção do corante azul reativo BF-5G. In XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química.
Lima, L. A., Paula, G. M., & Rodrigues, M. G. F. (2014). Síntese da peneira molecular SBA-15 e sua utilização como adsorvente na remoção de corantes. In XXIV Congresso Iberoamericando de Catálisis.
Lin, J., & Zhan, Y. (2012). Adsorption of humic acid from aqueous solution onto unmodified and surfactant-modified chitosan/zeolite composites. Chemical Engineering Journal, 200-202, 202-213. https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.06.039
Liu, X., Yan, Z., Wang, H., & Luo, Y. (2003). In situ synthesis of NaY zeolite with coal-based kaolin. Journal of Natural Gas Chemistry, 12, 63 - 70.
Lo, B. T. W, Ye, L., & Tsang. S. C. E. (2018). The Contribution of Synchrotron X-Ray Powder Diffraction to Modern Zeolite Applications: A Mini-review and Prospects. Chemistry, 4, 1778-1808.
Lutz, W. (2014). Zeolite Y: synthesis, modification, and properties - a case revisited. Advances in Materials Science and Engineering, 13, 1 - 20.
Ma. T., Wu, Y., Liu, N., & Wu, Y. (2020). Hydrolyzed polyacrylamide modified diatomite waste as a novel adsorbent for organic dye removal: Adsorption performance and mechanism studies. Polyhedron, 175, 114227. https://doi.org/10.1016/j.poly.2019.114227
Mirzaei, N., Hadi, M., Gholami, M., Fard, R.F., & Aminabad, M.S. (2016). Sorption of acid dye by surfactant modificated natural zeolites. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 59, 186 - 94. http://dx.doi.org/10.1016%2Fj.jtice.2015.07.010
Ngulube, T., Gumbo, J. R., Masindi, V., & Maity, A. (2017). An update on synthetic dyes adsorption onto clay-based minerals: A state-of-art review. Journal of Environmental Management,191, 35-57. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2016.12.031
Nogueira, A. C., Barbosa, T. S. B., Barros, T. R. B., & Rodrigues, M. G. F. (2020). Caracterização e aplicação de argilas vermiculita e esmectita (verde lodo) na adsorção de corantes na indústria têxtil. In Pesquisas Multidisciplinares em Ciências Exatas (pp. 369-379). http//doi/10.47402/ed.ep.c202150825966
Nupearachchi, C.N., Mahatantila. K., & Vithanage, M. (2017). Application of graphene for decontamination of water; implications for sorptive removal. Groundwater for Sustainable Development, 5, 206 - 215. https://doi.org/10.1016/j.gsd.2017.06.006
Oliveira, L. A., Araújo, I. N., Cunha, R. S. S., Mota, J. D. & Rodrigues, M. G. F. (2020). Planejamento experimental da remoção de corante amarelo reativo
através de argila esmectita. In Processos Químicos e Biotecnológicos (pp. 104-115). http//doi/10.36229/978-65-5866-009-5.CAP.11
Oliveira, T.G. (2014). Adsorção de CO2 em peneiras moleculares micro e mesoporosas. Química Nova, 37, 610-614.
Paula, L. N. R., Paula, G. M., & Rodrigues, M. G. F. (2020). Adsorption of reactive blue BF-5G dye on MCM-41 synthesized from chocolate clay. Cerâmica, 66, 269-276. http://dx.doi.org/10.1590/0366-69132020663792862
Pukcothanung, Y., Siritanon, T., & Rangsriwatananon, K. (2018). The efficiency of zeolite Y and surfactant-modified zeolite Y for removal of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and 1,1′-dimethyl-4,4′-bipyridinium ion. Microporous and Mesoporous Materials, 258, 131-140. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2017.08.035
Radoor, S., Karayil, J., Jayakumar, A., Parameswaranpillai, J., & Siengchin, S. (2021). Efficient removal of methyl orange from aqueous solution using mesoporous ZSM-5 zeolite: Synthesis. kinetics. and isotherm studies. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 611, 125852.
https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2020.125852
Radoor, S., Karayil, J., Parameswaranpillai, J., Siengchin, T. (2020). Adsorption Study of Anionic Dye, Eriochrome Black T from Aqueous Medium Using Polyvinyl Alcohol/Starch/ZSM-5 Zeolite Membrane. Journal of Polymers, and the Environment, 28, 2631-2643. https://doi.org/10.1007/s10924-020-01812-w
Raharjo, Y., Ismail, A. F., Othman, M. H. D., Malek, N. A. N. N., & Santoso. D. (2019). Preparation and characterization of imprinted zeolite-Y for p-cresol removal in haemodialysis. Materials Science and Engineering: C, 103, 109722. https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.05.007
Rocha, L. N., Barbosa, A. S., & Rodrigues, M. G. F. (2016). Ensaio de adsorção de dois corantes reativos utilizando argila vermelha. In XXI Congresso Brasileiro de Engenharia Química.
Rocha, L. N., Barbosa, A. S., & Rodrigues, M. G. F. (2016). Remoção do corante vermelho BF-4B em sistema descontínuo utilizando argilas esmectíticas. In XI Encontro Brasileiro sobre Adsorção.
Rocha, L. N., Barbosa, A. S., Monteiro, G. S., & Rodrigues, M. G. F. (2017). Estudo de adsorção de corantes reativos utilizando argila vermelha. In 61º Congresso Brasileiro de Cerâmica.
Rocha, L. N., Barbosa, A. S., Monteiro, G. S., & Rodrigues, M. G. F. (2017). Cinética de adsorção de corantes utilizando a argila Branca como adsorvente. In 19º Congresso Brasileiro de Catálise.
Rocha, L. N., Barbosa, A. S., Monteiro, G. S., Barbosa, A. S., & Rodrigues, M. G. F. (2015). Influência do pH na remoção de corantes reativos utilizando argilas como adsorventes. In 18º Congresso Brasileiro de Catálise.
Rodrigues, D. P. A., Barbosa, T. L. A., & Rodrigues, M. G. F. (2020). Zeolitic Imidazolate Framework-8 Nanoparticles for Rhodamine B Adsorption. Current Nanomaterials, 6, 1- 8. https://doi.org/10.2174/2468187310999201120091142
Rodrigues, D. P. A., Barbosa, T. L. A., & Rodrigues, M. G. F. (2020). Adsorção de Rodamina B em ZIF-8 e ZIF-67: Efeito nas estruturas. In Engenharia no Século XXI (pp. 16-29). http//doi/10.36229/978-65-86127-45-4.CAP.03
Ruthven, D. M. (1984). Principles of Adsorption and Adsorption Process. New York: John Wiley & Sons, 5, 7-18.
Salim, M.M., & Malek, N.A.N.N. (2016). Characterization and antibacterial activity of silver exchanged regenerated NaY zeolite from surfactant-modified NaY zeolite. Materials Science and Engineering: C, 59, 70–77. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.05.222
Silva, E. T. dos S., Rodrigues, D. P. A., Tomaz, P. F., Barbosa, T. L. A., & Rodrigues, M. G. F. (2019). Preparação de estrutura metalorgânica ZIF-8: Aplicação em adsorção de Rodamina B. In 63º Congresso Brasileiro de Cerâmica.
Silva, F. M. N., Barbosa, A. S., Cunha, R. S. S., & Rodrigues, M. G. F. (2020). Preparação e caracterização de membrana inorgânica com propriedades para remoção de corante amarelo reativo BF – 3R. In Processos Químicos e Biotecnológicos (pp. 93-103). http//doi/10.36229/978-65-5866-009-5.CAP.10
Silva, F. M. N., Silva, L. R. B., Silva, E. T. S., & Rodrigues, M. G. F. (2019). Síntese da zeólita mordenita e modificação com CTMABr. Aplicação na remoção do corante Rodamina B. In XXI Congreso Argentino de Catálisis.
Silva, F. N. M.; Barbosa, T. L. A.; D. P. A.; & Rodrigues, M. G. F. (2019). Síntese da zeólita SAPO-34 e aplicação na remoção do corante reativo amarelo BF-3R. In XXI Congreso Argentino de Catálisis.
Silva, L. R. B., Barbosa, T. L. A., Bezerra, J. U. L., & Rodrigues, M. G. F. (2020). Síntese da Zéolita ZSM-5 para ser utilizada como adsorvente na remoção do corante reativo BF-3R: influência do pH. In Processos Químicos e Biotecnológicos (pp. 66-78) http//doi/10.36229/978-65-86127-43-0.CAP.09
Silva, L. R. B., Barbosa, T. L. A., Bezerra, J. U. L., & Rodrigues, M. G. F. (2019). Zeólita ZSM-5 não modificada e modificada com surfactante CTMABr: aplicação na remoção do corante amarelo BF-3R. In 63º Congresso Brasileiro de Cerâmica.
Silva, L. R. B., Rodrigues, M. G. F., do Carmo. E. S., Barbosa. A. S., & Silva. E. T. (2019). Unmodified ZSM-5 zeolite with CTMABr surfactant: application to remove BF-3R yellow dye. In 63º Congresso Brasileiro de Cerâmica.
Sivalingam, S, & Sen, S. (2018). Optimization of synthesis parameters and characterization of coal fly ash derived microporous zeolite X, Applied Surface Science, 455, 903-910. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.05.222
Taufiqurrahmi, N., Mohamed, A. R., & Bhatia, S. (2011). Nanocrystalline zeolite Y: Synthesis and characterization. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 17, 1-6.
Tomaz, P. F., Rodrigues, D. P. A.; Barbosa, T. L. A., & Rodrigues, M. G. F. (2019). Nova rota de síntese da estrutura metalorgânica ZIF e argila para serem utilizadas na remoção de corante rodamina B. In XXI Congreso Argentino de Catálisis.
Wanyonyi, W.C., Onyari, J.M., & Shiundu, P.M. (2014). Adsorption of Congo red dye from aqueous solutions using roots of eichhornia crassipes: kinetic and equilibrium studies. Energy Procedia, 50, 862 – 869. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2014.06.105
Zou, Z., Shi, Z., & Deng, L. (2017). Highly efficient removal of Cu(II) from aqueous solution using a novel magnetic EDTA functionalized CoFe2O4. RSC Advances,7, 5195-5205.
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