Membranas de poliestireno revestidas com óxido de grafeno e polipirrol para remoção do corante Preto de Eriocromo T em meio aquoso

Abstract

Neste estudo, desenvolvemos e caracterizamos membranas de poliestireno (PS) produzidas por eletrofiação, funcionalizadas com óxido de grafeno (OGf) e polipirrol (PPi) para a remoção do corante Preto de Eriocromo T (EBT) de meios aquosos. As membranas de PS foram fabricadas através da técnica de eletrofiação, seguidas de tratamento com plasma de ar para aumentar a hidrofilicidade, permitindo o revestimento uniforme com OGf e PPi polimerizado in situ. As análises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (DRX) e Espectroscopia UV-Vis validaram a funcionalização das membranas, comprovando que o OGf e o PPi foram incorporados com sucesso à superfície de PS. Os resultados confirmaram a preservação da estrutura amorfa do material original, garantindo a manutenção das propriedades estruturais da membrana após as etapas de modificação. Experimentos de adsorção foram realizados para avaliar os efeitos do pH, tempo de interação, concentração inicial do corante, temperatura e força iônica na eficiência de remoção. A maior capacidade de adsorção (qe) de 110 mg g⁻¹ foi alcançada a pH 2, à temperatura ambiente, com um tempo de equilíbrio de 150 minutos. A modelagem cinética indicou que o modelo de pseudo-segunda ordem (PSO) descreveu melhor o processo de adsorção, enquanto os estudos de isotermas mostraram melhor concordância com o modelo de Langmuir, sugerindo que a adsorção ocorre pela formação de monocamadas em uma superfície homogênea. A análise termodinâmica confirmou que o processo é endotérmico e espontâneo, com o maior valor de qe de 473,3 mg g⁻¹ sendo registrado a 333 K. Os testes de reutilização demonstraram que a membrana PS/OGf/PPi manteve a eficiência de adsorção em pelo menos seis ciclos de adsorção/dessorção. Além disso, o desempenho de adsorção foi aprimorado na presença de NaCl e KCl, o que indica que o aumento da força iônica favorece a remoção do corante. Esses resultados destacam o potencial das membranas PS/OGf/PPi como adsorventes eficientes, reutilizáveis e escaláveis para a remoção de corantes de ambientes aquosos, sendo um material promissor no tratamento de amostras reais de águas residuais.