Adsorção de Cr (VI) em coluna de leito fixo utilizando hidroxiapatita – hidrotalcita dopada com nanotubo de carbono como adsorvente

Os materiais Hidrotalcita (HT) e Hidroxiapatita (HAp) são minerais com propriedades adsortivas e catalíticas, enquanto que os Nanotubos de carbono (NTC) são nanomateriais capazes de aperfeiçoar as características físicas, químicas e elétricas de diversos materiais. O presente trabalho teve como objetivo, sintetizar o material HAp-HT e dopá-lo com duas diferentes proporções de NTC (5 e 15% p/p) a fim de aplicá-lo como adsorvente de Cr (VI) em meio ácido. O material HAp-HT foi sintetizado através do método de coprecipitação, com pH variável, 10≤pH≤11, sendo dopado com NTC e submetido a banho ultrassônico e tratamento hidrotérmico (80°C/24h). A caracterização foi realizada através das técnicas: DRX, MEV/EDS, FTIR, Raman e BET/BJH. O estudo de adsorção foi realizado em coluna de leito fixo, sob condições: T = 40 e 60°C, Q = 2mL/min, t = 10h. Os difratogramas comprovaram que houve melhoria na cristalinidade do material em ~ 66%, com a inserção dos NTC. As micrografias das amostras HAp-HT/NTC5 e HAp-HT/NTC15, apresentaram cristais superiores em dimensão (5 μm), enquanto que a análise química semi-qualitativa de todas as amostras apontou uma razão Ca/P diferente de 1,67 (HAp estequiométrica) e Mg/Al ~ 3 (HT estequiométrica). Nos espectros FTIR e Raman foram registradas as principais bandas pertencentes as fases HAp e HT, foram observados desvios tênues com a inserção dos NTC, provocados, provavelmente, devido as interações moleculares entre as fases HAp-HT com o NTC. O aumento de área superficial (~78%) foi registrado na análise BET/BJH, comparando a amostra HAp-HT/NTC15 com HAp-HT. Na modelagem da curva “quantidade adsorvida x tempo” obteve-se uma isoterma do tipo L em todas as amostras, os parâmetros se ajustaram a isoterma de Freundlich (R2 = 0,92), os parâmetros indicam maior heterogeneidade dos sítios nas amostras dopadas com NTC (nHAp-HT = -3,4893, nHAp-HT/NTC5 = -1,7389, nHAp-HT/NTC15 = -1,6460) enquanto que o maior valor de KL foi registrado em HAp-HT/NTC15 (KL = 5,73x1014), esta amostra também apresentou melhor desempenho, com retenção 60% superior a amostra HAp-HT a 60°C. A modelagem cinética do sistema foi ajustada nos modelos de primeira e segunda ordem, apresentando melhor correlação dos dados no modelo de segunda ordem (R2 = 0,99). A amostra com melhor eficiência, HAp-HT/NTC15, apresentou pouca variação em k (4,3 x 10-4 min-1) e maior quantidade de soluto adsorvida (7575,06 mg.g-1).