Síntese e caracterização de materiais carbonáceos e hidróxido duplo lamelar (HDL) para aplicação na adsorção dos contaminantes emergentes ibuprofeno e paracetamol

Os contaminantes emergentes (CEs) são compostos químicos que são inseridos em corpos hídricos pela sociedade, que causam sérias consequências ao ecossistema aquático, além da produção de compostos nocivos à saúde humana quando não implementados métodos eficazes de tratamento. Os carvões ativados (CAs) provenientes de biomassa têm sido fontes de estudos no âmbito da adsorção de fármacos. Os hidróxidos duplos lamelares (HDLs) são argilas sintéticas aniônicas capazes de adsorver esses poluentes do meio aquoso. A síntese de CA, compósitos de HDL e CA são estudados como forma remediadora ambiental. Neste trabalho, adsorventes carbonáceos e hidróxido duplo lamelar foram utilizados na remoção de IBU e PAR do meio aquoso em sistema batelada. O CA foi produzido de cascas de castanha-do-Brasil (Bertholletia excelsa H.B.K.) e ativado quimicamente usando H3PO4 (55% m/v, em mL). O HDL e o compósito de HDL-CA foram sintetizados por método de coprecipitação; razão catiônica 3:1 (Mg/Al). Os resultados de caracterizações químicas e texturais mostraram que o CA possui caráter ácido, ponto de carga zero (pHPCZ 3,2), hidrofóbico (índice de hidrofobicidade, IH de 0,93), elevado valor de área superficial (SBET 1651,31 m2 .g-1 ) e volume de poros (VTOTAL 1194 cm3 .g-1 ). O compósito HDL-CA e o HDL possuem caráter básico e valores de pHPCZ (9,2 e 8,2, respectivamente), valores de IH (0,35 e 0,44 respectivamente); os materiais HDL-CA e HDL apresentaram valores de SBET e VTOTAL inferiores aos valores de CA: HDL-CA (SBET 79,9781 m2 .g-1 ; VTOTAL 0,067211 cm3 .g-1 ) e HDL (SBET 2,1179 m2 .g-1 ; VTOTAL 0,004648 cm3 .g-1 ). As condições experimentais ótimas de adsorção definidas neste estudo foram: pH inicial da solução (pH de 3,0), massa de adsorvente (m de 0,015 g) e concentração inicial do adsorbato (C0 de 20 mg.L-1 ). O modelo cinético de pseudosegunda ordem (PSO) apresentou o melhor ajuste aos dados experimentais dos processos adsortivos estudados. A isoterma de Freundlich foi bem ajustada aos dados experimentais dos processos adsortivos (CA_IBU) e a isoterma de Sips melhor descreveu os dados experimentais dos processos adsortivos (HDL-CA_IBU e HDL_IBU), nas temperaturas de 26, 45 e 55 °C. Os parâmetros termodinâmicos confirmaram que o processo de adsorção para ambos os sistemas (CA_IBU, HDL-CA_IBU, HDL_IBU) é favorável a baixas temperaturas, exotérmico (HDL-CA_IBU e HDL_IBU) e endotérmico (CA_IBU) e com maior afinidade do adsorvente CA por IBU. Os adsorventes deste estudo foram classificados como potenciais materiais em desenvolvimento para adsorção dos contaminantes emergentes investigados.