Compósitos à base de polianilina: PANI@a-Fe2O3 e PANI@Fe3O4 na remoção do corante reativo preto de remazol por adsorção

Abstract

A crescente industrialização, impulsionada pelo desenvolvimento econômico, tem gerado desafios ambientais significativos especialmente devido à liberação de poluentes nocivos e recalcitrantes em corpos d’água. A indústria têxtil, destacada como uma das maiores fontes de liberação de efluentes industriais, contribui significativamente para a contaminação dos recursos hídricos principalmente através do descarte desordenado de corantes sintéticos. Esses compostos não são apenas difíceis de degradar, mas também apresentam caráter tóxico, representando uma ameaça à vida aquática e à saúde humana. Diversos métodos têm sido explorados para a remoção de corantes em efluentes, porém a adsorção sobressai-se devido ao seu baixo custo, facilidade de operação e alta eficiência. Neste contexto, a polianilina (PANI), um polímero condutor, surge como uma solução promissora para a adsorção de corantes. Os grupos funcionais amina e imina da PANI permitem a interação com a molécula do corante, facilitando a sua separação. Além disso, o polímero apresenta mecanismos de dopagem e desdopagem, facilitando assim a sua recuperação. A fim de explorar as características únicas deste material, o presente trabalho se baseou na síntese de compósitos à base de PANI, incorporados com magnetita (Fe3O4) e hematita (Fe2O3), para uma análise comparativa entre o desempenho dos dois compósitos na remoção do corante Preto de Remazol. PANI@Fe2O3 e PANI@Fe3O4 foram caracterizadas pela técnica de Porosimetria de Nitrogênio, exibindo áreas superficiais específicas de 25,87 m2 g-1 e 34,99 m2 g-1 e tamanho de poro característico de partículas mesoporosas. Os efeitos dos parâmetros dosagem do adsorvente, massa inicial de corante, pH e temperatura foram estudados por meio de ensaios de adsorção, sendo obtidas as condições ótimas usando 1,0 g L-1 de adsorvente e 40 mg L-1 de concentração inicial de corante. O desempenho dos compósitos demonstrou ser pouco influenciado pelo pH, porém foi bastante dependente da temperatura, com a maior eficiência de remoção do corante na temperatura de 50°C, de 96,76% e 94,73% para PANI com hematita e com magnetita, respectivamente. Foi estudada a termodinâmica do processo de adsorção, sendo estas reações endotérmicas, espontâneas e favorecidas pela temperatura, indicando a possibilidade de quimissorção. A taxa de adsorção confirma a cinética de pseudosegunda ordem de ambos os sistemas. A modelagem de equilíbrio de adsorção foi realizada com o uso das isotermas de Langmuir, Freundlich e Langmuir-Freundlich, sendo esta última a com melhor ajuste para ambos os compósitos.