Composto de acetato de celulose eletrofiado/carvão ativado modificado por EDTA (rC/AC

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 9919 (2023) Citar este artigo

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O presente estudo fabricou nanofibra de celulose regenerada incorporada com carvão ativado e rC/AC3.7 funcionalizada com reagente EDTA para remoção do corante azul de metileno (MB). O rC/AC3.7 foi fabricado por eletrofiação de acetato de celulose (CA) com solução de carvão ativado (AC) seguida de desacetilação. A espectroscopia FT-IR foi aplicada para comprovar as estruturas químicas. Em contraste, análises BET, SEM, TGA e DSC foram aplicadas para estudar o diâmetro da fibra e a morfologia da estrutura, as propriedades térmicas e as propriedades superficiais do rC/AC3.7-EDTA. O CA foi desacetilado com sucesso para fornecer nanofibra de celulose regenerada / carvão ativado e, em seguida, dianidrido de ácido etilenodiaminotetracético foi usado para funcionalizar o compósito de nanofibra fabricado. O rC/AC3.7-EDTA, rC/AC5.5-EDTA e rC/AC6.7-EDTA foram testados para adsorção do corante MB com percentuais máximos de remoção atingindo 97,48, 90,44 e 94,17%, respectivamente. As melhores circunstâncias para experimentos de absorção em lote de corante MB em rC/AC3.7-EDTA foram pH 7, uma dose adsorvente de 2 g/L e uma concentração inicial de corante MB de 20 mg/L por 180 min de tempo de contato, com percentual máximo de remoção de 99,14%. Os modelos isotérmicos mais adequados são Temkin e Hasely. O resultado dos modelos isotérmicos ilustra a aplicabilidade do modelo isotérmico de Langmuir (LIM). A capacidade máxima da monocamada Qm determinada a partir do LIM linear é 60,61 para 0,5 g/L de rC/AC3.7-EDTA. No entanto, com base nos resultados dos estudos de função de erro, o modelo de isoterma generalizada tem a menor precisão. Os dados obtidos pelos estudos dos modelos cinéticos expuseram que o sistema de absorção segue o modelo cinético de pseudo-segunda ordem (PSOM) durante todo o período de absorção.

Muitos poluentes, incluindo corantes e outros produtos químicos, são descartados em corpos hídricos que causam grave contaminação ambiental e danos à saúde humana e de outros organismos vivos devido à sua alta toxicidade1,2,3. Os corantes são utilizados em diversos processos industriais envolvidos na indústria têxtil, fotografia, impressão de papel, cosméticos, tingimento de couro, alimentos, borracha, plásticos e indústria farmacêutica para colorir seus produtos4,5,6. Cerca de 10 a 15% dos corantes produzidos são liberados como efluentes durante o tingimento7,8. O corante azul de metileno (MB) é um corante catiônico com fórmula química C16H18N3SCl, e foi utilizado como indicador de análises químicas, medicamento para intoxicação por cianeto, aspectos biológicos e aquicultura9,10. O efluente do corante MB pode causar danos graves à saúde humana fértil, à pesca e às terras agrícolas11. Diversos métodos são utilizados para remover corantes, incluindo remediação química, adsorção, floculação, tratamento biológico, eletroquímico, precipitação, coagulação, oxidação avançada e fotocatálise8,12,13,14. O método mais eficiente para absorver corantes da água é a degradação biológica, a remediação química e a adsorção . No entanto, alguns desses métodos têm limites, como menor bioeficiência para degradação biológica e métodos de remediação química são caros e inadequados para corantes complexos16. As técnicas de adsorção são relatadas como o método mais eficiente, de fácil manuseio, reversível, de baixo custo, de reciclagem conveniente e seguro para remoção de corantes tóxicos indesejados8,17. A celulose é o biomaterial polissacarídeo mais abundante naturalmente, consistindo de centenas a milhares de unidades de D-glicose ligadas a β . Possui propriedades atraentes como ser renovável, ecologicamente correto, econômico, não tóxico, biodegradável, biocompatível, possuindo um alto grau de cristalinidade, um extraordinário grau de polimerização, uma elevada resistência à tração, sendo altamente cristalino, e possuir elevada área superficial específica21,22,23. Foram realizadas investigações notáveis ​​sobre compósitos de acetato de celulose e nanoargila em eletrofiação; entretanto, ainda falta uma abordagem eficaz para o uso adequado de acetato de celulose e argila para remoção de poluentes24,25,26.