Resumo

Este estudo avaliou as características das esferas de quitosana contendo ferro reticuladas e não reticuladas e a aplicação das esferas de quitosana como suporte para íons de ferro na reação de Fenton visando a degradação do corante Azul Marinho Drimarem X-GN em solução aquosa, 50 mg.L-1. Os resultados mostraram a influência da reticulação do material polimérico com Tripolifosfato de sódio (TPP), 1% a 4% na liberação de ferro, em diferentes valores de pH, na rigidez do material, na morfologia das esferas e a eficiência na degradação do corante. No processo Fenton, utilizando 1,0g esferas não reticuladas e secas e concentração de peróxido de hidrogênio igual a 233 mg.L-1, foi obtido remoção de cor acima de 92%, em pH igual a 3,0. Palavras-chave: quitosana, ferro, Processo Fenton.

Introdução

A quitosana é um biopolímero natural encontrado em abundância na natureza, sua principal propriedade é de agir como quelante, ou seja, capacidade de se ligar a compostos específicos. Na área de tratamento de efluentes, especificamente na remoção de corantes em efluentes, existem inúmeras técnicas para a aplicação da quitosana. Estudos do uso da quitosana, na forma de pó ou de flocos, como adsorvente tem sido muito frequente. Entretanto, nestas formas físicas a quitosana possui algumas desvantagens como: solubilidade em meio ácido, baixa área superficial interna o que limita a adsorção dos grupos aminos não expostos, diminuindo a capacidade máxima e velocidade do processo de adsorção. Tais problemas podem ser minimizados através das modificações na forma física e química da quitosana.

Alguns autores têm investigado o uso da quitosana em formato esférico e microesférico como forma de transporte e remoção de substâncias no organismo e no tratamento de efluentes industriais.10* Uma das técnicas para obter esferas de quitosana é o gotejamento de uma solução de quitosana em NaOH. Essas esferas não possuem uma resistência mecânica muito boa havendo a necessidade de realizar o processo de reticulação, que torna a esfera mais insolúvel em meio ácido e aumenta a resistência possibilitando a reutilização das mesmas em vários processos.

A utilização dos íons de ferro imobilizado na quitosana permite que a reação de Fenton ocorra em uma faixa mais ampla de pH; reduz a quantidade de lodo gerado ao final da reação e possibilita a reutilização do sistema imobilizado. Fatores estes de grande importância para o desenvolvimento de um sistema de tratamento em grande escala.

O ferro liberado das esferas de quitosana reage com peróxido de hidrogênio gerando o radical hidroxila altamente oxidante, configurando a reação de Fenton heterogêneo (equações 1 e 2).

Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH- + •OH (ácido) equação (1) R-H + •OH → Produtos Finais (CO2, H2O, NO3-, Cl-) equação (2)

A imobilização dos íons ferrosos em esferas de quitosana tem a finalidade de minimizar a geração de lodo proveniente da precipitação dos íons férricos ao final da reação de Fenton, as esferas produzidas não possuem resistência mecânica muito boa, sendo necessário a reticulação. O processo de reticulação torna as esferas mais resistentes mecanicamente e a torna insolúvel em meio ácido possibilitando a utilização em vários processos. Neste trabalho foi proposto a produção de esferas de quitosana contendo íons ferrosos e a aplicação na reação de Fenton das esferas úmidas e secas.

Autores: Layla F. A. Freire; Laís P. Ponte; Lidia Yokoyama; Fabiana V. da Fonseca.