Adsorção dos herbicidas 2,4-diclorofenoxiacetato de sódio (2,4 - D) e 6-cloro, 4-N-etila-2-N-propan-2-ila-1-1,3,5-triazina-2,4-diamina de sódio (atrazina) em Hidróxidos Duplos Lamelares [Co-Al-Cl]
| Autor: | Josiane de Souza Calisto |
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| Přispěvatelé: | Amaral, Fábio Augusto do, Canobre, Sheila Cristina, Pasquini, Daniel, Lisboa, Fábio da Silva |
| Rok vydání: | 2020 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UFU Universidade Federal de Uberlândia (UFU) instacron:UFU |
| DOI: | 10.14393/ufu.di.2020.3631 |
| Popis: | FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Os herbicidas 2,4-diclorofenoxiacetato de sódio (2,4-D) e 6-cloro, 4-N-etila-2-N-propan-2-ila-1-1,3,5-triazina-2,4-diamina de sódio (atrazina) estão entre os ingredientes ativos mais comercializados no país e com expressiva contribuição para a produção de commodities agrícolas. Porém, a crescente preocupação com a contaminação do meio ambiente, especialmente os corpos hídricos, justifica a necessidade de desenvolvimento de tecnologias de remoção de contaminantes. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia de adsorção dos herbicidas (2,4-D e atrazina) pelos Hidróxidos Duplos Lamelares (HDL) [Co-Al-Cl]. O estudo experimental consistiu na síntese do HDL [Co-Al-Cl] pelo método de coprecipitação a pH constante 8,0 ± 0,5, caracterização estrutural do adsorvente por Difratometria de Raios X (DRX), caracterização morfológica por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), determinação da área superficial específica por método Brunauer-Emmett-Teller (B.E.T) e ensaios de adsorção dos herbicidas. Os ensaios de adsorção foram feitos em bateladas a partir de soluções dos dois herbicidas em pH 5 e sob agitação. O estudo cinético de adsorção foi realizado à temperatura ambiente (298 K) e no estudo termodinâmico foram investigadas as seguintes temperaturas: 298, 308, 318 e 328 K. Com os dados cinéticos de adsorção realizou-se o ajuste aos modelos matemáticos lineares de pseudo-primeira ordem e pseudo-segunda ordem. Para o estudo de isotermas utilizou-se de ajustes aos modelos matemáticos propostos por Langmuir e Freundlich. O resultado de DRX do HDL [Co-Al-Cl] mostrou picos de difração definidos, os quais foram indexados à estrutura hexagonal, simetria romboédrica, grupo espacial R(-3)m (JCPDS 14-191). Os dados experimentais cinéticos de adsorção tanto para o 2,4-D quanto para a atrazina se ajustaram melhor ao modelo de pseudo-segunda ordem, sugerindo que a velocidade de adsorção dos pesticidas foi dependente da concentração de pesticida (2,4-D ou atrazina) adsorvido no HDL e também da concentração deste em equilíbrio com aquela que não se adsorveu. O processo de adsorção para ambos os pesticidas foi melhor descrito pela isoterma de Freundlich descrevendo uma interação física entre o adsorvente e o adsorbato com os valores de 1/n no intervalo de 0 a 1, sugerindo que a adsorção no HDL é favorável e n maior que 1, indicando que os sítios do adsorvente são heterogêneos energeticamente. Os parâmetros termodinâmicos obtidos indicaram que a adsorção era espontânea, exotérmica e com uma diminuição do grau de liberdade (desordem) entre as espécies adsorvidas na superfície do HDL. O processo de adsorção de 2,4-D pelo HDL apresentou maiores valores de capacidade adsortiva (27,17 mg g-1 a 308 K) do que a atrazina (1,69 mg g-1 a 308 K ). Portanto, concluiu-se que o HDL [Co-Al-Cl] pode ser usado como um adsorvente eficaz na remoção dos herbicidas, principalmente para 2,4-D, no ambiente aquático e assim mitigar a poluição por pesticidas. The herbicides 2,4-dichlorophenoxyacetate sodium (2,4-D) ee 6-chloro, 4-N-ethyl-2-N-propan-2-yl-1-1,3,5-triazine-2,4 - sodium diamine (atrazine) are among the most commercialized active ingredients in the country and with a significant contribution to the production of agricultural commodities. However, the growing concern with the contamination of the environment, especially water bodies, justifies the need to develop technologies for removing contaminants. Therefore, the objective of this work was to evaluate the adsorption efficacy of herbicides (2,4-D and atrazine) by layered double hydroxides (LDH) [Co-Al-Cl]. The experimental study consisted of the synthesis of LDH [Co-Al-Cl] by the method of coprecipitation at constant pH 8.0±0.5, structural characterization of the adsorbent by X-Ray Diffractometry (XRD), morphological characterization by Scanning Electron Microscopy (SEM), determination of the specific surface area by Brunauer-Emmett-Teller (B.E.T.) method. and herbicide adsorption tests. The adsorption tests were carried out in batches from solutions of the two herbicides at pH 5 and under agitation. The kinetic study of adsorption was carried out at room temperature (298 K) and in the thermodynamic study the following temperatures were investigated: 298, 308, 318 and 328 K. With the kinetic data of adsorption, adjustment was made to the linear mathematical models of pseudo -first order and pseudo-second order. For the study of isotherms, adjustments to the mathematical models proposed by Langmuir and Freundlich were used. The XRD result of LDH [Co-Al-Cl] showed defined diffraction peaks, which were indexed to the hexagonal structure, rhombohedral symmetry, spatial group R(-3) m (JCPDS 14-191). The kinetic experimental adsorption data for both 2,4-D and atrazine fit better to the pseudo-second order model, suggesting that the adsorption rate of the pesticides was dependent on the concentration of the pesticide (2,4-D or atrazine) adsorbed on LDH and also its concentration in equilibrium with that which was not adsorbed. The adsorption process for both pesticides was best described by the Freundlich isotherm describing a physical interaction between the adsorbent and the adsorbate with the values of 1/n in the range 0 to 1, suggesting that the adsorption in LDH is favorable and greater than 1, indicating that the adsorbent sites are energetically heterogeneous. The thermodynamic parameters obtained indicated that the adsorption was spontaneous, exothermic and with a decrease in the degree of freedom (disorder) among the species adsorbed on the LDH surface. The 2,4-D adsorption process by LDH showed higher values of adsorptive capacity (27.17 mg g-1 at 308 K) than atrazine (1.69 mg g-1 at 308 K). Therefore, it was concluded that LDH [Co-Al-Cl] can be used as an effective adsorbent in the removal of herbicides, mainly for 2,4-D, in the aquatic environment and thus mitigate pollution by pesticides. Dissertação (Mestrado) |
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