Estudo comparativo da utilização de compósitos de óxido de grafeno/óxido de ferro e hidrogel de ágar/óxido de grafeno para adsorção de quinolina

Abstract

A quinolina é um composto nitrogenado básico amplamente encontrado nas frações mais pesadas do refino do petróleo. Devido à sua característica básica, a quinolina interage com os sítios ácidos dos catalisadores do refino de petróleo, desativando-os. É tóxico e prejudicial à saúde humana e ao meio ambiente. Neste trabalho, o hidrogel compósito com óxido de grafeno e ágar (OG/ágar - 50%OG 50%ágar) e o nanocompósito magnético de óxido de grafeno (Mag.OG) foram sintetizados, caracterizados e testados para a remoção de quinolina em solução aquosa. Testes iniciais de adsorção em batelada foram realizados para avaliar o efeito do pH inicial da solução de quinolina. Após a caracterização dos adsorventes via Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS), Difração de Raio X (DRX), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e análise termogravimétrica (TGA), foram realizados os demais ensaios de adsorção em batelada. Nos ensaios de equilíbrio para obtenção das isotermas de adsorção, os modelos de Freundlich, Langmuir e Sips foram ajustados aos pontos experimentais. Todos modelos de isoterma avaliados se ajustaram bem aos dados de equilíbrio com OG/ágar, porém para o Mag.OG o modelo de Freundlich foi o que melhor se ajustou. Em relação aos dados experimentais da cinética de adsorção, o modelo de difusão externa de Boyd se ajustou melhor aos dados com R2 > 0,94. Experimentalmente, foram obtidos valores de capacidade adsortiva próximos de 25 mg.g-1 e 53 mg.g-1 para OG/ágar e Mag.OG, respectivamente. A influência da concentração inicial de ácido acético e acetato de sódio no processo de adsorção foi avaliada, e o aumento da concentração não apresentou efeito significativo na capacidade de adsorção. Testes de adsorção-dessorção foram realizados com HCl e NaOH, e a quinolina foi eficientemente recuperada com NaOH mesmo após três ciclos de adsorção-dessorção. Ambos adsorventes se mostraram como alternativas viáveis para aplicação na remoção da quinolina, porém no geral, o Mag.OG apresentou maior capacidade de adsorção nos ensaios realizados.