Uso da membrana de poliacrilonitrila-polipirrol-polianilina para a remoção do corante Remazol Black B : estudo de adsorção, dessorção, cinético e termodinâmica

Abstract

O crescimento populacional, com a consequente expansão das atividades industriais e agrícolas, tem contribuído globalmente para a poluição da água. Quando descartados de forma inadequada no meio ambiente, efluentes tóxicos podem causar sérios danos ambientais e à saúde humana. Entre os contaminantes usuais, os corantes merecem atenção especial por serem agressivos à fauna e flora aquáticas, sendo de difícil biodegradabilidade e com elevada toxicidade. Dessa forma, é constante a busca por alternativas para o tratamento de efluentes com cor, de modo a permitir o aumento da disponibilidade de água potável. Nesse sentido, uma técnica que vem se destacando é a de adsorção, por ser um processo eficiente, flexível e de fácil operação, viável e de baixo custo. O presente trabalho é dedicado ao desenvolvimento de uma membrana compósita PAN/PPi/PANI, obtida por meio da polimerização química in situ do polipirrol (PPi) e da polianilina (PANI) sobre uma matriz polimérica eletrofiada de poliacrilonitrila (PAN), e a seu uso na captura e remoção do corante Remazol Black B (RBB) de meios aquosos. Depois de caracterizar as membranas compósitas obtidas por meio das técnicas de MEV, FTIR, UV-Vis, e medidas de ângulo de contato e dos diâmetros das fibras, as usamos na remoção de RBB dissolvido em soluções aquosas, como um sistema modelo para a adsorção de contaminantes. Para isso, realizamos estudos sobre as isotermas e a cinética e termodinâmica do processo de adsorção e dessorção, examinando ainda a possibilidade de sua reutilização em ciclos de adsorção e dessorção. Em pH 2, as membranas de PAN/PPi/PANI apresentaram boa capacidade de remoção do RBB, com uma capacidade adsortiva (qe) de 314,3 mg/g e um tempo de saturação igual a 225 minutos. Os modelos de isoterma e de cinética da adsorção que melhor descrevem o processo são, respectivamente, o de Langmuir e de pseudo-segunda ordem. A adsorção do RBB é favorecida pelo aumento da temperatura, envolvendo uma variação de entropia de 189,5 J mol-1 K-1. A membrana PAN/PPi/PANI permite uma completa dessorção do RBB em cerca de 10 minutos, podendo ser usado em vários ciclos de captura/liberação do corante, sem perda notável de suas propriedades. Esses resultados sugerem que a membrana compósita PAN/PPi/PANI se apresenta como um promissor material adsorvente para a remoção de corantes.