Zeína como adsorvente para remoção de corante azul de metileno em água

Resumo

A remoção por adsorção de corantes de águas residuais requer processos e adsorventes eficientes e sustentáveis. Desta forma, objetivou-se estudar a adsorção do corante azul de metileno (AM) utilizando zeína como material adsorvente. A massa de adsorvente e o pH da solução, bem como a cinética e o equilíbrio de adsorção foram avaliados em sistemas de bateladas contendo zeína e o corante, com velocidade de agitação e temperatura controlados. A compreensão do processo de adsorção foi realizada ajustando os dados cinéticos aos modelos de pseudo-primeira ordem, de pseudo-segunda ordem e de difusão intrapartícula de Weber-Moris, e ajustando os dados de equilíbrio aos modelos de isoterma de Langmuir e Freundlich. O modelo cinético de pseudo-primeira ordem teve melhor ajuste nas condições experimentais estudadas, obtendo velocidade de adsorção (k) de 4,42 g mg^-1 min^-1. O modelo de Weber-Moris indicou que o processo tem como etapa limitante a difusão intrapartícula. O estudo do equilíbrio foi realizado em diferentes temperaturas, e a isoterma de Langmuir obteve os melhores ajustes. A zeína apresentou elevado potencial para a adsorção do AM, obtendo capacidade máxima de remoção (q_max) de 0,831 mg g^-1 a 25 ºC, podendo chegar a 4,24 mg g^-1 a 70 ºC. A energia livre de Gibbs (ΔG < 0), a variação da entalpia (ΔH = -41,44 kJ mol^-1) e da entropia (ΔS = -0,068 kJ mol^-1 K^-1) indicam a eficiência da remoção do corante azul de metileno pela zeína, e que o processo é espontâneo e exotérmico.