Síntese e caracterização do compósito ferro zero-valente nanoparticulado/carvão ativado granulado (nFZV-CAG) e sua aplicação para remoção do fármaco nimesulida pelos processos adsorção/redução e ozonização catalítica heterogênea

Abstract

As nanopartículas de FZV imobilizadas sobre a superfície do carvão ativado (nFZV-CAG) foram sintetizadas e caracterizadas para remoção do fármaco Nimesulida (NMS) em sistemas aquosos. Os estudos foram realizados em bateladas com agitação de 250 rpm durante 120 minutos, onde foram avaliadas a eficiência, concentração (20, 25 e 30% do compósito) e diferentes dosagens (0,1 a 10g) de nFZV-CAG. Os resultados mostraram que a dosagem de 10 g de 20%nFZV-CAG removeu cerca de 80% da NMS 50 mg L-1 em apenas 30 minutos de reação, e atingindo 100% em 120 minutos. Foi observada ainda uma remoção de 80% da DQO ao final da reação. As velocidades de reação aumentaram na medida em que foram aumentadas as dosagens do compósito, o que seria esperado. Porém, com o aumento da concentração (%) de nFZV não houve aumento na velocidade das reações. As reações seguiram uma cinética de pseudo-primeira ordem em relação à remoção da NMS. Após realizada a coleta, as amostras foram submetidas a análise química, empregando-se as técnicas de espectrofotometria de UV- VIS, cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e a determinação da demanda química de oxigênio (DQO) também foi realizada. Para caracterização do compósito foram empregadas as técnicas Microscopia Eletrônica de Varredura acoplada à Espectrometria de Energia Dispersiva de Raios-X (MEV-EDS), que mostraram claramente a presença da nanopartículas sobre a superfície do carvão, e analise de superfície do nFZV-CAG e do CAG também foram realizadas.

O compósito nFZV-CAG foi empregado para a ozonização catalítica heterogênea da NMS em meio aquoso. O ozônio foi gerado por uma central geradora de ozônio IPABRAS, alimentada com ar. Foram avaliados diferentes processos catalíticos como O3, CAG, O3-CAG, O3-nFZV- CAG, e a variação da concentração das nFZV para remoção da NMS. Os resultados mostraram que a combinação do O3-nFZV-CAG foi muito eficiente levando à mineralização de aproximadamente 70% da NMS em 120 min de reação. Tal eficiência pode estar atribuída ao processo de eletrólise, em que o Fe0 origina Fe2+ levando à produção do radical hidroxila que é altamente oxidante, levando a destruição do contaminante. As reações seguiram a cinética pseudo-primeira ordem para remoção do fármaco. Após realizada a coleta as amostras foram submetidas a análise química, empregando-se as técnicas de espectrofotometria de UV-Vis, cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e a determinação da demanda química de oxigênio (DQO) também foi realizada.