Carvão da casca da castanha de caju (Anarcadium accidentale L) como bioadsorvente para remover Cu2+ e Cr3+

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i2.12238

Palavras-chave:

Adsorção; Metais; Biomassa; Resíduos agroindustriais; Sustentabilidade.

Resumo

Os materiais lignocelulósicos têm sido utilizados como bioadsorventes para remoção de contaminantes de efluentes industriais devido às suas propriedades físico-químicas, fonte renovável, baixo custo e eficiência que os tornam competitivos ao carvão ativado comercial. O objetivo deste trabalho é desenvolver um bioadsorvente eficiente e de baixo custo, reutilizando a casca da castanha de caju (Anarcadium acidentale L), CNS, para a remoção de íons metálicos (Cu2+ e Cr3+).. O CCC foi caracterizado por microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), o ponto de carga zero (pHpcz) e a titulação de Boehm foram medidos. Os experimentos de cinética e equilíbrio de adsorção foram realizados em sistema monoelementar e batelada. A cinetica de adsorção foi avaliada pelos modelos matemáticos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e difusão intraparticula, enquanto, a isoterma de adsorção foi ajustada de acordo com os modelos de Langmuir, Freundlich e Redlich- Peterson. A porcentagem de remoção foi de 91% (Cu2+) e 96% (Cr3+) e a cinética de adsorção se ajustou melhor ao modelo de pseudosegunda ordem sugerindo a predominância da quimissorção. O ajuste da isoterma de Langmuir foi melhor para os dados experimentais dos íons de Cu2+ e Cr3+, indicando a adsorção em monocamadas. Conclui-se que o bioadsorvente produzido a partir CCC apresenta elevado potencial para a remoção de metais, além de ser um produto abundante na natureza, renovável e biodegradável e sua reutilização contribui para a redução da poluição ambiental, da produção de resíduos e melhora a economia circular local através da valorização do subproduto.

Referências

Almeida, N. P., Santos, K. G. Ensino do Laboratório de Engenharia Química baseado em projeto: adsorção de gasolina empregando casca de banana. Research, Society and Development..

Appel, C., Ma, L. Q., Rhue, R. D., Kennelley, E. Point of zero charge determination in soils and minerals via traditional methods and detection of electroacoustic mobility. Geoderma.

Babić, B. M., Milonjić, S. K., Polovina, M. J., Kaludierović, B. V. Point of zero charge and intrinsic equilibrium constants of activated carbon cloth. Carbon..

Badsha, M. A. H., Khan, M., Wu, B., Kumar, A., LO, I. M. C. (2020). Role of surface functional groups of hydrogels in metal adsorption: From performance to mechanismJournal of Hazardous Materials.

Bhatnagar, A., Sillanpää, M. A review of emerging adsorbents for nitrate removal from waterChemical Engineering Journal.

Cardoso, C. K. M., Santana, R. S. G. De, Silva, V. L. Da, Meirelles, A. C. L. E., Mattedi, S., Moreira, Í. T. A., Lobato, A. K. De C. L. Kinetic and equilibrium study of petroleum adsorption using pre-treated coconut fibers. Research, Society and Development.

Coelho, G. F., Gonçalves, A. C., Tarley, C. R. T., Casarin, J., Nacke, H., Francziskowski, M. A. Removal of metal ions Cd (II), Pb (II), and Cr (III) from water by the cashew nut shell Anacardium occidentale L. Ecological Engineering.

CONAB. Acompanhamento da Safra Basileira 2019/20. Acompanhamento da Safra Brasileira de Grãos 2019/20.

Febrianto, J., Kosasih, A. N., Sunarso, J., Ju, Y. H., Indraswati, N., Ismadji, S. Equilibrium and kinetic studies in adsorption of heavy metals using biosorbent: A summary of recent studiesJournal of Hazardous Materials.

Ferreira, P. P. L., Braga, R. M., Teodoro, N. M. A., Melo, V. R. M., Melo, D. M. A., Melo, M. A. F. Adsorption of Cu2+ and Cr3+ in waste water using bagasse fly ash | Adsorção de Cu2+ e Cr3+ em efluentes líquidos utilizando a cinza do bagaço da cana-de-açúcar. Ceramica.

Guimarães, B., Silva, J. T. T., Santos, K. G., Vieira Neto, J. L. (2020). Sequencing of unit operations for integral and sustainable peanut processing. Research, Society and Development, 9, e67963449.

Hashem, M. A., Hasan, M., Momen, M. A., Payel, S., Nur-A-Tomal, M. S. (2020). Water hyacinth biochar for trivalent chromium adsorption from tannery wastewater. Environmental and Sustainability Indicators.

Kamari, A., Yusoff, S. N. M., Abdullah, F., Putra, W. P. (2012). Biosorptive removal of Cu(II), Ni(II) and Pb(II) ions from aqueous solutions using coconut dregs residue: Adsorption and characterisation studies. Journal of Environmental Chemical Engineering.

Largitte, L., Brudey, T., Tant, T., Dumesnil, P. C., Lodewyckx, P. (2016). Comparison of the adsorption of lead by activated carbons from three lignocellulosic precursorsMicroporous and Mesoporous Materials.

Lima, F. M. De, Andrade Borges, T. De, Braga, R. M., Araújo Melo, D. M. De, Martinelli, A. E. Sulfur removal from model fuel by Zn impregnated retorted shale and with assistance of design of experiments. Environmental Science and Pollution Research.

Liu, L., Fan, S. Removal of cadmium in aqueous solution using wheat straw biochar: effect of minerals and mechanism. Environmental Science and Pollution Research.

Liu, L., Huang, Y., Zhang, S., Gong, Y., Su, Y., Cao, J., Hu, H. Adsorption characteristics and mechanism of Pb(II) by agricultural waste-derived biochars produced from a pilot-scale pyrolysis system. Waste Management.

Ma, H., Yang, J., Gao, X., Liu, Z., Liu, X., Xu, Z. Removal of chromium (VI) from water by porous carbon derived from corn straw: Influencing factors, regeneration and mechanism. Journal of Hazardous Materials.

Mazzetto, S. E., Lomonaco, D., Mele, G. Oleo da castanha de caju: Oportunidades e desafios no contexto do desenvolvimento e sustentabilidade industrial. Quimica Nova.

Moradi-Choghamarani, F., Moosavi, A. A., Baghernejad, M. Determining organo-chemical composition of sugarcane bagasse-derived biochar as a function of pyrolysis temperature using proximate and Fourier transform infrared analyses. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry.

Moreira, S. A., Sousa, F. W., Oliveira, A. G., Nascimento, R. F., Brito, E. S. DE. Remoção de metais de solução aquosa usando bagaço de caju. Química Nova

Nascimento, J. De L., Magalhães Júnior, G. A., Portela, R. R., Sousa Neto, V. De O., Buarque, P. M. C., Oliveira, M. De S., Moura, C. P. DE. Aplicação de processo adsortivo para dessulfurização de combustíveis utilizando fibra de coco como adsorvente. Matéria.

Neris, J. B., Luzardo, Francisco H.M., Santos, P. F., Almeida, O. N. De, Velasco, F. G. Evaluation of single and tri-element adsorption of Pb 2+ , Ni 2+ and Zn 2+ ions in aqueous solution on modified water hyacinth (Eichhornia crassipes) fibers. Journal of Environmental Chemical Engineering.

Neris, J. B., Luzardo, Francisco Heriberto Martinez, Silva, E. G. P. Da, Velasco, F. G. Evaluation of adsorption processes of metal ions in multi-element aqueous systems by lignocellulosic adsorbents applying different isotherms: A critical reviewChemical Engineering Journal

Pehlivan, E., Altun, T., Parlayici, S. Modified barley straw as a potential biosorbent for removal of copper ions from aqueous solution. Food Chemistry.

Rocha, C. G., Zaia, D. A. M., Alfaya, R. V. Da S., Alfaya, A. A. DA S. Use of rice straw as biosorbent for removal of Cu(II), Zn(II), Cd(II) and Hg(II) ions in industrial effluents. Journal of Hazardous Materials, 166(1), 383–388.

Rubio, F., Gonçalves, A. C., Meneghel, A. P., Teixeira Tarley, C. R., Schwantes, D., Coelho, G. F. Removal of cadmium from water using by-product Crambe abyssinica Hochst seeds as biosorbent material. Water Science and Technology.

Santiago, Â. M., Conrado, L. De S., Almeida, R. L. J., Santos, N. C., Muniz, C. E. De S., Galdino, P. O., Mota, M. M. DE A. Valorização do resíduo da casca de jabuticaba (Myrciaria cauliflora) para produção da exo-poligalacturonase com Aspergillus niger CCT 0916. Research, Society and Development.

Santos, P. F., Neris, J. B., Luzardo, F. H. M., Velasco, F. G., Tokumoto, M. S., Cruz, R. S. DA. Chemical modification of four lignocellulosic materials to improve the Pb2+ and Ni2+ ions adsorption in aqueous solutions. Journal of Environmental Chemical Engineering.

Schwantes, D., Gonçalves, A. C., Campagnolo, M. A., Tarley, C. R. T., Dragunski, D. C., Varennes, A. De, Santos Silva, A. K. Dos, Conradi, E. Chemical modifications on pinus bark for adsorption of toxic metals. Journal of Environmental Chemical Engineering.

Senthil Kumar, P., Ramalingam, S., Senthamarai, C., Niranjanaa, M., Vijayalakshmi, P., Sivanesan, S. Adsorption of dye from aqueous solution by cashew nut shell: Studies on equilibrium isotherm, kinetics and thermodynamics of interactions. Desalination.

Senthilkumar, P., Ramalingam, S., Sathyaselvabala, V., Kirupha, S. D., Sivanesan, S. Removal of copper(II) ions from aqueous solution by adsorption using cashew nut shell. Desalination, 266(1–3), 63–71.

Soliman, N. K., Moustafa, A. F. Industrial solid waste for heavy metals adsorption features and challenges, a reviewJournal of Materials Research and Technology.

Šoštarić, T. D., Petrović, M. S., Pastor, F. T., Lončarević, D. R., Petrović, J. T., Milojković, J. V., Stojanović, M. D. Study Of heavy metals biosorption on native and alkali-treated apricot shells and its application in wastewater treatment. Journal of Molecular Liquids.

Sousa Neto, V. De O., Carvalho, T. V., Honorato, S. B., Gomes, C. L., Barros, F. C. F., Araújo-Silva, M. A., Freire, P. T. C., Nascimento, R. F. Coconut bagasse treated by thiourea/ammonia solution for cadmium removal: Kinetics and adsorption equilibriumBioResources.

Tavares, F. P., Souza, D. L. De, Santos, K. G. Dos. Biossorção de Azul de Metileno empregando serragem do gênero Apuleia Leiocarpa. Research, Society and Development.

Tural, S., Tarhan, T., Tural, B. Removal of hazardous azo dye Metanil Yellow from aqueous solution by cross-linked magnetic biosorbent, equilibrium and kinetic studies. Desalination and Water Treatment.

Velazquez-Jimenez, L. H., Pavlick, A., Rangel-Mendez, J. R. Chemical characterization of raw and treated agave bagasse and its potential as adsorbent of metal cations from water. Industrial Crops and Products.

Witek-Krowiak, A. Analysis of temperature-dependent biosorption of Cu2+ ions on sunflower hulls: Kinetics, equilibrium and mechanism of the process. Chemical Engineering Journal.

Zhang, L., Zeng, Y., Cheng, Z. Removal of heavy metal ions using chitosan and modified chitosan: A reviewJournal of Molecular Liquids.

Zimmer, T. R., Silva, J. M., Rocha, D. H. De A., Teles, H. L., Barbosa, D. S., Freitas, F. F., Seolatto, A. A. Removal of the pesticide methomyl contained in simulated effluent from equipment washing by adsorption in residual orange bagasse. Research, Society and Development.

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Publicado

01/02/2021

Como Citar

OLIVEIRA, K. F. S. de .; DEUS JUNIOR, J. O. de .; NASCIMENTO, T. L. da S. do; ANJOS, R. B. dos .; MELO, D. M. de A. . .; BRAGA, R. M. .; MELO, M. A. de F. Carvão da casca da castanha de caju (Anarcadium accidentale L) como bioadsorvente para remover Cu2+ e Cr3+. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 2, p. e0510212238, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i2.12238. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/12238. Acesso em: 2 jul. 2024.

Edição

Seção

Engenharias