Aplicação de Zr/Ti-PILC no processo de adsorção de Cu(II), Co(II) e Ni(II) utilizando modelos físico-químicos de adsorção e termodinâmica do processo

Abstract

Recebido em 26/6/07; aceito em 10/8/07; publicado na web em 26/2/08 APPLICATION OF Zr/Ti-PILC IN THE ADSORPTION PROCESS OF Cu(II), Co(II) and Ni(II) USING ADSORPTION PHYSICO-CHEMICAL MODELS AND THERMODINAMICS OF THE PROCESS. The aim of this investigation is to study how Zr/Ti-PILC adsorbs metals. The physico-chemical proprieties of Zr/Ti-PILC have been optimized with pillarization processes and Cu(II), Ni(II) and Co(II) adsorption from aqueous solution has been carried out, with maximum adsorption values of 8.85, 8.30 and 7.78 x10 -1 mmol g -1 , respectively. The Langmuir, Freundlich and Temkin adsorption isotherm models have been applied to fit the experimental data with a linear regression process. The energetic effect caused by metal interaction was determined through calorimetric titration at the solid-liquid interface and gave a net thermal effect that enabled the calculation of the exothermic values and the equilibrium constant.Keywords: adsorption isotherms; metals; Zr/Ti -pillared clay. INTRODUÇÃOA adsorção de metais por superfícies minerais é um processo reconhecidamente importante que controla a biodisponibilidade dos metais em ambientes aquáticos [1][2][3][4][5][6][7][8][9] . O tratamento clássico de efluentes contendo metais envolve processos físico-químicos de precipitação, troca iônica, adsorção e extração por solventes, sendo mais utilizado o de precipitação, que é inadequado no tratamento de grandes volumes de efluentes, devido à baixa eficiência e elevados custos 10 . Neste caso, é mais recomendado o uso de recursos naturais sem tratamento prévio, como solos argilosos ferruginosos ricos em substân-cias húmicas 11 e, também, materiais naturais quimicamente modificados, como exemplos zeólitas naturais impregnadas com materiais magnéticos 12,13 e argilas modificadas por processo de pilarização ou intercalação. Tais materiais se enquadram no grupo de materiais porosos, desenvolvidos pela engenharia de materiais, com ampla aplicação em catálise heterogênea 14 e como adsorventes [15][16][17][18][19][20][21] .Com a evolução das pesquisas em busca de novos materiais que fossem utilizados como adsorventes, surgiram os materiais meso e microporosos, em particular as zeólitas ou peneiras moleculares, que atuam efetivamente com alto poder adsortivo, provocado por suas propriedades texturais. No decorrer do avanço das pesquisas surgiram as argilas pilarizadas com diversos polioxicátions, que produziram resultados satisfatórios em processos de adsorção. Vários metais pesados foram testados em meio líquido com adsorventes minerais quimicamente modificados, sendo que os resultados obtidos mostraram que as argilas pilarizadas são bastante eficientes em processos de adsorção 9-13 . Diversos estudos comprovam a eficiência das argilas em processos adsortivos e catalíticos, sendo que as argilas mais comumente empregadas em estudos de adsorção pertencem ao grupo da esmectita, principalmente a montmorilonita [14][15][16][17][18] .Estudos de adsorção de cobre realizados com amostras de esmectitas pilarizadas com pilare...

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“…An anthropogenic source for Cd concentrations in the water streams is the improper disposal of equipment such as batteries (Martin and Griswold, 2009). In order to identify a mineral source for the Cd and Rh concentrations in the water streams, it can be added that both Cd and Rh behave similar to Al, K, Ca, and Mg. Cd and Rh can replace the elements in the aluminosilicates, even though they have a larger atomic weight they can be 12 Cristiane Heredia Gomes et al adsorbed on clay minerals, kaolinite and smectite type (Caldarone et al, 1994;Guerra et al, 2008). However, in Figure 5 it may be observed that the highest Cd concentrations are close to or in the direction of the flow of the stream from the Lavras do Sul urban center, which suggests an anthropic influence.…”

Avaliação da potencialidade de adsorção da bucha vegetal (Luffa cylindrica) para remoção de corante de meios aquosos

“…O valor positivo de ΔG, obtido neste experimento, indica que a forma adsorvida é menos estável que aquela em solução. A variação positiva da entropia indica a afinidade entre adsorvato e a solução do adsorvente (processo não -espontâneo) [35].…”

Performance of natural and modified smectite: kinetic and thermodynamics involving arsenic (V) adsorption

“…Both the European Community and the United States specify the current maximum concentration limit for arsenic in water intended for human consumption, to 10 ppb [6,7]. Successful removal of arsenic ions from aqueous solutions using nonspecific and specific solid adsorbents has been fully demonstrated, such as silica, zeolites and organofunctionalized and pillared clays [8][9][10][11].…”