Síntese e caracterização de material compósito zeólita/grafeno aplicado na purificação de água

Abstract

A utilização de águas residuais domésticas tratadas tornou-se uma necessidade e é geralmente aceita mundialmente como um importante recurso hídrico devido à escassez global de abastecimento de água. O material mais utilizado atualmente na purificação de água é o carvão ativado derivado de fontes vegetais. Além do carvão ativado, a zeólita também vem sendo empregada no tratamento de água, principalmente em processos industriais. Entretanto, tem sido mostrado que o grafeno quimicamente sintetizado, bem como o óxido de grafeno, pode ser ancorado na superfície da areia de rio para fazer adsorventes eficazes que removem íons de metais pesados, pesticidas, e corantes naturais. Esses materiais apresentam maior capacidade de adsorção em comparação ao carvão ativado quando se comparam massas iguais de carbono. A zeólita é um mineral poroso de origem natural e será funcionalizada com ácido cítrico e para avaliar a eficiência desse processo, o corante Rodamina 6G (R6G) será utilizado como marcador. A zeólita foi submetida a um tratamento térmico e posteriormente modificada com ácido cítrico, visando obter um material do tipo grafeno/óxido de grafeno. A partir desse material, foram produzidos filtros e realizada a adsorção do corante rodamina 6G como teste de eficiência. O processo de filtração foi realizado variando-se tanto a massa do material adsorvente quanto o volume da solução. As amostras resultantes foram analisadas por espectroscopia na região ultravioleta-visível(UV-Vis), e os resultados indicaram que o filtro apresentou melhor desempenho com o aumento da massa e do volume utilizados, evidenciado pela diminuição do pico de absorção da rodamina na solução filtrada.

The use of treated domestic wastewater has become a necessity and is generally accepted worldwide as an important water resource due to the global scarcity of freshwater supplies. The most commonly used material for water purification today is activated carbon derived from plant sources. In addition to activated carbon, zeolite has also been employed in water treatment, particularly in industrial processes. However, it has been shown that chemically synthesized graphene, as well as graphene oxide, can be anchored onto the surface of river sand to create effective adsorbents capable of removing heavy metal ions, pesticides, and natural dyes. These materials exhibit higher adsorption capacity compared to activated carbon when equal carbon masses are compared. Zeolite is a naturally occurring porous mineral and was functionalized with citric acid. To evaluate the efficiency of this process, the dye Rhodamine 6G (R6G) was used as a marker. The zeolite underwent thermal treatment and was subsequently modified with citric acid to obtain a graphene/graphene oxide–type material. From this material, filters were produced, and the adsorption of Rhodamine 6G was performed as an efficiency test. The filtration process was carried out by varying both the mass of the adsorbent material and the volume of the solution. The resulting samples were analyzed by ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy, and the results indicated that the filter exhibited better performance with increasing mass and volume, as evidenced by the decrease in the absorption peak of Rhodamine in the filtered solution.