Adsorção de chumbo (II) em solução aquosa usando carvão ativado do caroço da manga (<i>Mangifera indica</i> L.)

Raasch, Lanna Bonella; Sá, Ívero Pita de; Santana, Gregório Mateus; Ferreira, Marcio Luis Oliveira; Felício, Roberto Carlos; Silva, Allison Gonçalves; Braga, Valdeilson de Souza; Amorim, Fábio Alan Carqueija

doi:10.1590/1517-7076-RMAT-2024-0219

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Artigos • Matéria (Rio J.) 29 (4) • 2024 • https://doi.org/10.1590/1517-7076-RMAT-2024-0219 copiar

Adsorção de chumbo (II) em solução aquosa usando carvão ativado do caroço da manga (Mangifera indica L.)

Adsorption of lead (II) ions in aqueous solution using activated carbon from mango core (Mangifera indica L.)

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

RESUMO

Uma maneira eficaz de se aproveitar os resíduos agrícolas é convertê-los na forma de carvão ativado, o qual possui diversas utilidades, incluindo a purificação de água. Com este objetivo o carvão ativado derivado do caroço de manga (Mangifera indica L.) foi utilizado como adsorvente para a remoção de íons chumbo presentes em soluções aquosas preparadas. A manga foi lavada, seca e teve seu caroço removido para ser preparado como carvão, através da pirolise s 400°C, seguido da ativação com H₂SO₄ 1:1 (v/v) por 12 horas e lavagem do material para liberar os poros do material. O processo de adsorção foi realizado em batelada, introduzindo 30 mL de solução de Pb(II) 50 mg L^-1 e uma determinada massa do carvão em tubos cônicos com tampa, submetidos a agitação orbital. Após o tempo estabelecido o adsorvente foi separado por filtração e o teor de Pb(II) restante no filtrado foi feita a determinação no FAAS. Os estudos mostraram uma remoção de 90% na concentração de Pb(II)^. O adsorvente proposto mostrou-se eficiente para remoção de Pb(II) em soluções aquosas, sendo viável sua aplicação no tratamento de efluentes químicos aquosos.

Palavras-chave
Adsorção; Biomassa; Chumbo

VARIÁVEL	NÍVEIS
VARIÁVEL	–1	0	+1
[Ácido] (mol.L^-1)	0,1	0,55	1,0
Tipo do ácido	HCl	HCl : HNO₃	HNO₃
Tempo (min.)	10	35	60
Volume (mL)	10	20	30

CARVÃO (g)	PSEUDO-PRIMEIRA ORDEM			PSEUDO-SEGUNDA ORDEM
CARVÃO (g)	qe (mg.g^-1)	K₁ (min^-1)	R²	qe (mg.g^-1)	K₂ (min^-1)	R²
CAM – 0,08	10,253	0,00926	0,939	17,58	0,03067	0,997
CAM – 0,01	0,51	0,00126	0,4815	40,5	0,01083	0,995

CARVÃO (g)	MODELO DE LANGMUIR			MODELO DE FREUNDLICH
CARVÃO (g)	Qm (mg.g^–1)	KL	R²	kf	N	R²
0,08 g	78,54	0,3927	0,969	0,869	1,006036	0,999
0,01 g	76	3,2894	0,926	0,524	1,16	0,94

MATERIAIS PERCURSORES	AGENTE MODIFICADOR	CONCENTRAÇÃO PB(II) (mg L^-1)	QM (mg/g)	REFERÊNCIAS
Sabugo de milho	Sem modificação química	2–50	7,67	[²⁹[29] ORÉ JIMÉNEZ, F., LAVADO MEZA, C., BENDEZÚ MONTES, S., “Biosorción de Pb (II) de Aguas Residuales de Mina Usando el Marlo de Maíz (Zea mays)”, Revista de la Sociedad Química del Perú, v. 81, n. 2, pp. 122–134, 2015. doi: http://doi.org/10.37761/rsqp.v81i2.20. https://doi.org/10.37761/rsqp.v81i2.20.... ]
Casca de café	Sem modificação química	50–400	37,04	[³⁰[30] ALHOGBI, B.G., “Potential of coffee husk biomass waste for the adsorption of Pb (II) ion from aqueous solutions”, Sustainable Chemistry and Pharmacy, v. 6, pp. 21–25, 2017. doi: http://doi.org/10.1016/j.scp.2017.06.004. https://doi.org/10.1016/j.scp.2017.06.00... ]
Bagaço de cana de açúcar	HCl	2–80	4,7	[³¹[31] PAZ, J.E.M., et al., “Estudo da adsorção de chumbo utilizando como adsorvente bagaço de cana-de-açúcar ativado”, Holos, v. 8, pp. 3–18, 2018. doi: http://doi.org/10.15628/holos.2018.7544. https://doi.org/10.15628/holos.2018.7544... ]
Casca de manga	Dianidrido de EDTA	130–400	306,33	[³²[32] MOYO, M., PAKADE, V.E., MODISE, S.J., “Biosorption of lead(II) by chemicallymodified Mangifera indica seed shells: adsorbent preparation,characterization and performance assessment”, Process Safety and Environmental Protection, v. 111, pp. 40–51, 2017. doi: http://doi.org/10.1016/j.psep.2017.06.007. https://doi.org/10.1016/j.psep.2017.06.0... ]
Polpa de café	Sem modificação química	20–500	24,10	[³³[33] GÓMEZ-AGUILAR, D.L., RODRÍGUEZ-MIRANDA, J.P., BARACALDO-GUZMÁN, D., et al., “Biosorption of Pb(II) using coffee pulp as a sustainable alternative for wastewater treatment”, Applied Sciences (Basel, Switzerland), v. 11, n. 13, pp. 6066, 2021. doi: http://doi.org/10.3390/app11136066. https://doi.org/10.3390/app11136066.... ]
Sementes de Cominho Preto	H₂SO₄	20–100	17,98	[³⁴[34] THABEDE, P.M., SHOOTO, N.D., NAIDOO, E.B., “Removal of methylene blue dye and lead ions from aqueous solution using activated carbon from black cumin seeds”, South African Journal of Chemical Engineering, v. 33, pp. 39–50, 2020. doi: http://doi.org/10.1016/j.sajce.2020.04.002. https://doi.org/10.1016/j.sajce.2020.04.... ]
Caroço de manga	H₂SO₄	20–120	78,54	Este autor

EXPERIMENTO	TIPO ÁCIDO	ÁCIDO (mol.L^-1)	TEMPO (MIN)	VOLUME ÁCIDO	% DESSORÇÃO
1	HCl	0,1	10	0,03	65,11
2	HNO₃	0,1	10	0,03	30,40
3	HCl	1	10	0,03	57,25
4	HNO₃	1	10	0,03	70,62
5	HCl	0,1	60	0,03	51,20
6	HNO₃	0,1	60	0,03	57,40
7	HCl	1	60	0,03	90,66
8	HNO₃	1	60	0,03	105,22
9	HCl	0,1	10	0,01	27,97
10	HNO₃	0,1	10	0,01	16,90
11	HCl	1	10	0,01	67,46
12	HNO₃	1	10	0,01	74,44
13	HCl	0,1	60	0,01	39,68
14	HNO₃	0,1	60	0,01	44,52
15	HCl	1	60	0,01	92,93
16	HNO₃	1	60	0,01	83,84
17	HCl/HNO₃	0,55/0,55	35	0,02	98,21

VARIÁVEL	VALOR
[Ácido] (mol.L^-1)	1,0
Tipo do ácido	HCl ou HNO₃
Tempo (min.)	35
Volume (mL)	20

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