Use of Aluminosilicate Residue from Insulators of High Voltage Transformers for the Adsorption of Basic Dyes

Abstract

In this study, an aluminosilicate residue from insulators of high voltage transformers was used for the adsorption of basic dyes. The absorbent was characterized by X-ray fluorescence analysis, X-ray diffraction analysis, scanning electron microscopy, multimolecular adsorption theory (Branauer-Emmet-Teller (BET)) and determination of the point of zero charge (pHPZC). The effect of solution pH and adsorbent mass, the kinetic and thermodynamic behavior at different temperatures and the application of non-linear isotherm models of Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushevich were investigated. The pHPZC value for the aluminosilicate was 3.7. The best conditions for adsorption of methylene blue and crystal violet dyes were pH 8.0 and adsorbent mass of 1100 mg in 25 mL. The best fit for the experimental data was obtained applying the pseudo-second-order kinetic model, with an equilibrium time of 480 to 720 min, and the activation energy suggests a physical adsorption mechanism. Isothermal parameters suggest a heterogeneous, favorable and predominantly physical surface adsorption. The thermodynamic studies indicated that the adsorption process is not spontaneous and is exothermic and the Gibbs energy values (ΔGº) suggest physisorption.

A influência do ponto de carga zero e da cinética no sistema de adsorção hidróxido duplo lamelar de Mg/Fe – corante: um olhar atento.

“…A adsorção é definida como um fenômeno físicoquímico no qual o componente em uma fase gasosa, líquida ou diluído nestas é transferido para a superfície do material em fase sólida, favorecendo a remoção da espécie química (Kausar et al, 2018;Murga et al, 2021). O componente que se une à superfície é chamado adsorvato, a fase sólida que retém o adsorvato é chamada adsorvente, e o meio pelo qual as partículas empacotadas fluem para a superfície do adsorvente é chamado de adsortivo.…”

“…Alguns parâmetros relacionados ao equilíbrio do processo no sistema de adsorção permitem determinar a quantidade máxima de adsorvato que o material pode reter na superfície ou nas lamelas. Essa relação entre a quantidade do adsorvato retida no adsorvente por unidade de massa e a concentração do adsorvato em solução no equilíbrio, a uma determinada temperatura, depende das características do adsorvato, do adsorvente e do sistema (Nascimento et al, 2020), e proporciona averiguar a afinidade, o comportamento, a cinética e as características de preenchimento dos sítios de adsorção (Giles et al, 1974;Sposito, 2008;Nascimento et al, 2020;Murga et al, 2021).…”

“…Sendo: C 0 e C eq são, respectivamente, as concentrações (mg L -1 ) do corante na fase aquosa antes (C 0 ) e depois (C eq ) do equilíbrio, q e é a capacidade de adsorção de equilíbrio (mg g -1 ), m é a massa do adsorvente (g) e V é o volume da solução (L) (Murga et al, 2021).…”