Síntese e caracterização de hidrocarvão magnético e seus precursores a base Sargassum sp para aplicação na remoção adsortiva/fotocalítica de azul de metileno.
Biocarvões, Macroalgoas, Processos Híbridos, Processos Oxidativos Avançados, Tratamento de Água
O desenvolvimento científico e tecnológico trouxe consigo avanços que contribuíram diretamente para evolução da humanidade, nas mais diversas áreas, como na medicina, biotecnologia, indústria entre outros. Esses avanços, por sua vez, acarretaram impactos ambientais significativos, contribuindo para o aquecimento global e o escoamento de fertilizantes agrícolas e esgotos industriais, ricos em nitrogênio e fósforo, implicando na eutrofização e levando ao crescimento excessivo de algas, incluindo o Sargassum sp. O Sargassum é um gênero de algas marrons, comuns em mares tropicais, em especial no oceano atlântico e sua proliferação tornou-se um problema ambiental e econômico, pois ela pode gerar sufocamento de corais e pastos marinhos, desoxigenar a água do mar, emitir sulfeto de hidrogênio, um gás tóxico e beneficiar espécies invasoras, deslocando a fauna nativa. No aspecto econômico, implica no turismo, onde o mau cheiro das praias e o acúmulo exacerbado de Sargassum, no litoral, torna o ambiente menos atrativo, implicando na redução de reserva de hotéis e resorts, diminuindo, assim, o faturamento com o turismo. Outros dois fatores a serem levados em consideração são a pesca e o custo de limpeza, a pesca é afetada devido a impossibilidade de navegação, por conta da grande quantidade de biomassa flutuante e o custo de limpeza é uma preocupação ao qual o governo precisa investir fundos e uma equipe qualificada, pois a remoção inadequada pode causar erosão costeira, danificando ainda mais o ecossistema. Como o município de Maceió, no estado de Alagoas, é uma zona litorânea, ele é diretamente afetado por esse crescimento demasiado desta alga, fazendo necessário métodos alternativos de tratamento para a biomassa que possam agregar valor e função a esse material. Uma alternativa pertinente, seria sua conversão em hidrocarvão (HC), pois o processo hidrotérmico é de simples aplicação e utiliza temperaturas mais baixas, frente a pirólise, e um híbrido magnético (HM) de hidrocarvão e Fe₃O₄, via processo de coprecipitação. O híbrido atuaria como agente adsorvente capaz de ser removido com facilidade do meio, bem como promover processo misto de adsorção/fotocatálise, originando espécies de oxigênio ativo no meio, tornado o material uma tecnologia verde e inteligente. A poluição oriunda por corantes é uma preocupação ambiental vigente, onde diversas técnicas são aplicadas para a remediação, como por exemplo, a adsorção, entretanto ela apresenta algumas limitações, como a necessidade de tratamento do material, após sua saturação e a sua remoção ao fim processo. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo sintetizar e caracterizar um material capaz de adsorver e mineralizar azul de metileno (AM) por meio de processo sinérgico adsorção/fotocatálise e like-Fenton. O material foi caracterizado por FTIR, EDX, MEV, DRX, para o FTIR os três materiais apresentaram espectros semelhantes quanto aos principais grupos funcionais, como a flexão C-H (2800 cm⁻¹), estiramentos O-H e N-H (3423 cm⁻¹), além de bandas em 1300 e 1100 cm⁻¹ correspondentes aos estiramentos C-O e C=O e um pico em 780 cm⁻¹, atribuído ao Fe-O, indicando a formação do compósito. Para os resultados de EDX foi observado uma presença predominante de Ferro 96.28% para o híbrido metálico, indicando que o compósito tem sua superfície revestida por ferro. Os testes preliminares de adsorção foram realizados utilizando 0,1 g de material, 25°C, pH entre 5 e 6 e 50 ppm de azul de metileno durante 1 hora, foram observados resultados semelhantes para biomassa, HC e HM, para percentual de remoção e capacidade adsortiva qt após uma hora, sendo estes 73,52 % e 18,38 mg. g-1, 76,9 % e 19,23 mg. g-1, 74,94% e 18,74 mg. g-1, respectivamente, indicando que o material híbrido é um bom agente adsorvente, quando comparado aos demais, e sua eficiência não foi afetada pelo recobrimento da superfície do material com ferro. Testes de fotocatálise e like-Fenton foram realizados, utilizando as mesmas condições do processo da adsorção com a adição de 200 mmol. L-1 de peróxido de hidrogênio, após uma hora foi observado que HM e luz obtiveram 99,14% de remoção, algo similar encontrado ao teste com peroxido e luz, cerca de 99,84%, indicando que o material apresenta propriedades fotocatalíticas promissoras e não necessita da adição de reagentes para gerar espécies de oxigênio ativas. Os testes para o processo like-Fenton indicaram um percentual de remoção de 53,65%, valor possivelmente atrelado as proporções de peroxido de hidrogênio e ferro. Utilizando regeneração ácida com 0,1 mol de H2SO4, básica com 0,1 mol de NaOH e por luz, seguindo as mesmas condições experimentais anteriores, foram realizados testes de adsorção após um clico. Tendo em vista que o azul de metileno é catiônico, o processo de adsorção por meio ácido não foi viável, uma vez que a superfície do material está carregada positivamente, isso impede o processo de adsorção, causando repulsão. O meio básico apresentou uma capacidade de adsorção de 17,61 mg. g-1 e um percentual de remoção 70,42% e por luz 13,46 mg. g-1 e 53,84%, o processo de adsorção para o meio básico foi ligeiramente superior a regeneração por luz, estando possivelmente atrelado a fatores eletrostáticos, porém a regeneração realizada por luz não houve adição de reagente químico, tão pouco foi necessário tratar a solução após o processo de regeneração, tornando esse processo ambientalmente amigável e economicamente vantajoso.