Preparação e caracterização de fibras de poliestireno/óxido de grafeno aplicadas à adsorção do corante azul de metileno em tratamento de água

Abstract

Fibras de poliestireno (PS) foram sintetizadas através da técnica de eletrofiação, revestidas por óxido de grafeno (OG), caraterizadas quanto a estrutura e morfologia e aplicadas na área da remediação ambiental. Inicialmente o OG foi produzido através do método de Hummers modificado e a fibra de PS foi obtida através da eletrofiação na configuração horizontal. O compósito (PSOG) foi formado através da adsorção do OG na superfície fibra de PS e posteriormente caracterizado. A caracterização destes materiais foi realizada através do uso das técnicas de difratometria de raios-X (DRX), espectroscopia de absorção na região do intravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e termogravimetria (TG). Através do DRX, FTIR e MEV foi possível observar que o OG foi incorporado nas fibras de PS com êxito. Além disto, através das imagens de MEV, foi constatado que as fibras possuem morfologia uniforme. A termogravimetria mostrou que o compósito é composto por 13% de OG e 87% de PS, ambos possuindo comportamentos termogravimétricos semelhantes. Foi realizado um estudo da capacidade de remoção do corante azul de metileno pelo compósito através da espectroscopia no ultravioleta-visível (UV-Vis). O resultado do UV-Vis indicou que o compósito possui capacidade adsortiva 2,3 vezes maior que o poliestireno puro. Através do estudo da cinética e do equilíbrio de adsorção verificou-se que, para todas as concentrações analisadas, a remoção do corante ocorreu de forma mais rápida nos 30 minutos iniciais e que o equilíbrio começou a ser atingido a partir de 120 minutos. Através de estudos de isotermas de adsorção, verificou-se a partir do coeficiente de correlação, que o modelo de Freundlich descreve melhor a interação da fibra de PSOG com o azul de metileno. Já no modelo cinético, o que melhor descreve é o modelo de pseudo-segunda ordem, o que indica que a interação predominante entre a fibra de PSOG e o corante azul de metileno é de natureza química.