Carvão ativado impregnado com manganês e ferro para adsorção de glifosato: Cinética, isotermas e estudos termodinâmicos

Resumo

Carvão ativado granular foi impregnado com 1% de ferro e 0,5% de manganês (m/m) para remoção de glifosato em soluções aquosas. O adsorvente foi caracterizado por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva, técnicas de adsorção de nitrogênio e análises de potencial zeta. Estudos em batelada foram realizados para investigar os mecanismos de equilíbrio, cinética de adsorção e informações termodinâmicas. Com relação ao tempo de contato e capacidade máxima de adsorção, a adsorção de glifosato aumentou com o tempo de contato e alcançou o equilíbrio em 24 h, com uma capacidade máxima de adsorção de 9,19 mg g^-1 a 45°C. Os dados experimentais cinéticos em batelada foram ajustados ao modelo de pseudo-segunda ordem com R²>0,99. Experimentos de equilíbrio foram realizados a 5, 15, 25, 35 e 45°C. As isotermas de adsorção ajustaram-se melhor usando o modelo de Freundlich (R²>0,98), indicando uma adsorção multicamadas do glifosato. Estudos termodinâmicos mostraram que a adsorção de glifosato sobre carvão ativado granular impregnado com manganês e o ferro foi espontânea e viável (ΔG°<0), endotérmica (ΔH°= 20.924 kJ mol^-1) e com ΔS° de -73,250 J mol^-1 K^-1, indicando uma diminuição da entropia  do sistema na interface sólido-líquido durante o processo de adsorção do glifosato ao adsorvente.. Assim, o adsorvente desenvolvido neste trabalho mostrou-se uma alternativa para a remoção do glifosato em processos de tratamento e purificação de água.