Síntese e caracterização de compósito à base de polianilina modificado com quitosana e octacetato de sacarose aplicado à adsorção do corante sintético preto de remazol

Abstract

A polianilina (PAni) é um polímero condutor intrínseco que atrai atenção dos pesquisadores devido às suas características que podem ser ajustadas, de acordo com a aplicação a qual se pretende. Esses ajustes podem ser realizados em sua síntese utilizando substâncias “orientadoras” de estrutura como o Octaacetato de sacarose (SOA), ou pela formação de compósitos e blendas com outros polímeros ou biopolímeros, como a quitosana. Dentre as aplicações já propostas na literatura, o uso da PAni e derivados como adsorvente de corantes sintéticos é uma das quais chama atenção. Sua importância se dá na necessidade de controlar/remover tais poluentes de corpos hídricos, devido à sua toxicidade e recalcitrância, observando-se a necessidade de água potável para a vida humana. Assim, o objetivo desse trabalho foi a síntese de um compósito à base de PAni e quitosana, modificados com SOA, sua caracterização e aplicação como adsorvente do corante sintético Preto de Remazol em solução aquosa. A caracterização do material sintetizado se deu através das técnicas de MEV, FT-IR, UV-Vis, BET, TGA/DTG, Condutividade e Ponto de Carga Zero. Resultados de MEV mostraram um compósito sob a forma de aglomerados, com área superficial que favorece a adsorção de substâncias em sua superfície, mostrada pela técnica de BET. Resultados espectroscópicos mostraram que a utilização de SOA e quitosana não alteraram o estado de oxidação da PAni, ficando este sob a forma de sal de esmeraldina. Resultado da técnica de TGA/DTG indicou que o compósito é estável à temperatura ambiente, e na temperatura de operação dos testes adsortivos, cuja degradação ocorreu a partir de 250°C. Resultados de condutividade indicaram que o uso de SOA aumentou a condutividade do material, como esperado, e o Pcz no material de 4,18 mostra que a adsorção de ânions é favorecida. O estudo da adsorção do Preto de Remazol foi realizado através da avaliação da influência da dosagem de adsorvente, da concentração inicial de corante na solução aquosa, do pH e da temperatura. Também foram conduzidos estudos cinéticos e de equilíbrio, termodinâmicos, assim como testes em efluente sintético e de reutilização do adsorvente. As condições ótimas de adsorção, dentro da faixa estudada, foram: dosagem de 0,25 g L-1 de adsorvente, 60 mg L-1 de corante, pH na faixa de 2 a 7 e temperatura de 30°C. Resultados de equilíbrio mostram que o modelo de Langmuir foi o mais representativo, com capacidade adsortiva máxima de qmax = 374,65 mg g-1. O estudo cinético revelou Keq = 0,421 L mg-1 e ordem do processo igual a 0,63. O processo adsortivo ocorreu sob uma cinética de pseudo-primeira ordem, o que mostra que a adsorção ocorre de forma rápida na superfície do compósito. O estudo termodinâmico concluiu que se tratou de uma adsorção de natureza química, endotérmica, espontânea e com aumento do grau de aleatoriedade com o aumento a temperatura do sistema. Por fim, os testes em efluente sintético mostraram que o adsorvente foi efetivo na faixa de pH de 2-7, e o estudo da reutilização do adsorvente mostrou que a eficiência de remoção do corante da fase aquosa permaneceu acima dos 74% em até 4 ciclos de adsorção-dessorção. Os resultados obtidos corroboram para a hipótese de que o compósito PAni-SOA@Qui é uma alternativa promissora para a remoção desse corante de rejeitos que o contém.