Na Tabela 29, encontram-se listados alguns materiais adsorventes encontrados na literatura que foram estudados para adsorver AO e ST para efeito de comparação com a performance do material sinterizado neste trabalho (BFS13).
Ao comparar estudos realizados no mesmo pH (7,0) e em que a matriz do material adsorvente é celulósica ou lignocelulósica tem-se que a celulose modificada possui maior capacidade adsortiva que o bagaço de cana modificado com anidrido trimelítico, que por sua vez tem maior capacidade adsortiva que o bagaço modificado com anidridos ftálico e succínico, que tem maior capacidade adsortiva que o bagaço de cana in natura. Sendo assim, pode-se inferir que a modificação química aumenta a funcionalização da superfície dos materiais lignocelulósicos, as quais são responsáveis pela melhoria da capacidade de adsorção dos corantes estudados. Obviamente a capacidade de adsorção da celulose modificada é maior, pois espera-se que a modificação química na celulose ocorra de maneira mais intensa, visto que os materiais lignocelulósicos possuem a lignina e as hemiceluloses, que entrelaçam as cadeias de celulose, diminuindo a acessibilidade dos anidridos que são moléculas grandes em comparação com íons inorgânicos, conhecidamente usados para aumentar a acessibilidade a celulose, como
129 os compostos de lítio (LiCl) e os básicos como NaOH.207 Desta forma, espera-se que o grau de funcionalização de um material lignocelulósico seja menor do que da celulose pura, tanto pelo lignocelulósico possuir um menor teor de celulose quanto por essa ser menos acessível dentro do complexo lignocelulósico do que na forma pura. Então, também se espera que a sua capacidade de adsorção seja menor. Comparando a capacidade de adsorção do bagaço de cana modificado com um anidrido de ácido carboxílico3 e o material obtido neste trabalho, que foi modificado com dois anidridos de ácido carboxílico diferentes, observou-se uma menor capacidade de adsorção do material obtido neste trabalho. Provavelmente durante a modificação química existe uma distribuição irregular dos grupos succinil e ftalil devido a diferença de reatividade entre ambos os anidridos, sendo o anidrido ftálico um eletrófilo mais forte do que o anidrido succínico, o que provoca uma competição entre os eles pelos grupos hidroxila do bagaço de cana durante a síntese, fato este suportado pelos dados de modificação química obtidos por RMN. Ainda existe a possibilidade de ocorrer intercruzamento207 entre as cadeias, ou ainda, de ocorrerem interações intermoleculares do tipo ligação de hidrogênio entre os grupos succinil-succinil, ftalil-ftalil e succinil-ftalil, tornando os grupos funcionais menos disponíveis para interagir com os adsorvatos. Embora ambas as possibilidades discutidas poderiam levar a uma diminuição da capacidade adsortiva de BFS13, mas como as ligações de hidrogênio e o intercruzamento também poderiam ocorrer em uma modificação química quando somente um anidrido de ácido carboxílico é usado, sugere-se que a distribuição aleatória dos grupos succinil e ftalil seria então a maior responsável pela menor capacidade de adsorção de BFS13.
Em contrapartida ao compararmos o material BFS13 com outros materiais que têm a matriz diferente da lignocelulósica percebe-se que o mesmo possui maior potencial como adsorvente que os demais, logo sua aplicação ambiental é totalmente factível, ainda mais pelo fato de ser um material que pode ser reutilizado via dessorção e a matriz usada para seu preparo é um resíduo agroindustrial que diminui os custos de sua produção.
Vale salientar que os estudos feitos com celulose modificada10 utilizaram o material adsorvente em uma granulometria inferior ao material deste trabalho, e quanto menor a granulometria do material maior a sua área de contato, sendo a adsorção um fenômeno de superfície, e, portanto, diretamente influenciada por essa variável. Além disso, outros fatores estão intimamente relacionados com o processo adsortivo e interferem no mesmo como pH, dosagem do adorvente, concentração inicial, etc. 139, sendo assim, todos estes fatores devem ser levados em conta na avaliação do material adsorvente, e inclusive, pode-se citar um importante parâmetro de escolha que é o custo de produção do material adsorvente, o qual engloba o custo
130 da matriz (suporte sólido), custo dos reagentes de modificação química (quando for o caso), se utiliza solventes orgânicos, tempo de reação, temperatura (custo energético), número de etapas durante a síntese, dentre outros.
131 Tabela 29: Comparação das capacidades de adsorção do material BFS13 para os corantes AO e ST com outros materiais encontrados na literatura.
Adsorvente Adsorvato qe (mmol/g) pH T
(°C)
Granulometria (mm)
Dosagem
(g/L) Referência Celulose modificada com anidrido trimelítico AO
2,628a 4,5
25 0,250 0,2 10
5,175a 7,0
Bagaço de cana-de-açúcar modificado com anidrido
trimelítico AO
1,005a 4,5
25 0,500 0,2 c
1,734a 7,0
Cinza de bagaço de cana AO 0,117b 7,0 30 - 0,2 80
Carvão ativado AO 0,353 b 7,0 25 - 0,04 208
Folhas de goiaba AO 0,029 b 9,0 30 0,200 - 74
Bagaço de cana-de-açúcar modificado com anidridos
ftálico e succínico AO 1,370a 7,0 25 0,500 0,2
Este trabalho
Bagaço de cana-de-açúcar in natura AO 0,104a 7,0 25 0,500 0,2 Este
trabalho
Nano tubos de carbono/poliuretano ST 1,585b 7,0 30 1,0×10-5–3×10-5 0,1 82
132
Cascas de arroz ST 0,212b 6,5 40 0,15-0,3 2,0 83
Material mesoporoso ST 0,218b 7,0 30 - 1,0 79
Bagaço de cana-de-açúcar modificado com anidrido
trimelítico ST
0,638a 4,5 25
0,500 0,2 c
1,230a 7,0 25
Celulose modificada com anidrido trimelítico ST
3,178a 4,5 25
0,250 0,2 10
3,743a 7,0 25
Bagaço de cana-de-açúcar modificado com anidridos
ftálico e succínico ST 0,929a 7,0 25 0,500 0,2
Este trabalho
Bagaço de cana-de-açúcar in natura ST 0,073a 7,0 25 0,500 0,2 Este
trabalho
a Resultados obtidos dos dados de equilíbrio; b Obtido pelo modelo de Langmuir; c Resultados ainda não publicados pelo Grupo de Físico-Química Orgânica da Universidade Federal
133
4.2.7 Caracterização das amostras de BFS13 carregadas com corantes