Preparação e caracterização de biocarvões ativados magnéticos derivados de biomassa de oliva para a remoção do antibiótico ciprofloxacino de soluções aquosas
Resumo
A por soluções busca sustentáveis no tratamento de efluentes exige a
exploração de precursores inovadores para a produção de biocarvões ativados.
Este estudo sintetizou biocarvões ativados magnéticos (BOMs) com áreas de
superfície específicas de 743,6 e 595,2 m² g⁻¹ e coercitividades entre 22,6 e 24,2
Oe, utilizando um método rápido de ativação química associada com pirólise
assistida por micro-ondas em uma única etapa. A biomassa de oliva (BO) foi
empregada como fonte de carbono, enquanto ZnCl₂ e NiCl₂ (nas proporções de
1:1:1 para BOM-1 e 1:1:1,5 para BOM-1.5) foram utilizados como agentes
ativador e magnético. Os BOMs resultantes foram caracterizados por técnicas
de microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia
dispersiva (MEV-EDS), espectroscopia de absorção na região do infravermelho
com transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (DRX),
adsorção/dessorção de N₂, magnetômetro de amostra vibrante (VSM), pH no
ponto de carga zero (pHPZC) e ponto isoelétrico (PI), revelando propriedades
estruturais e texturais distintas influenciadas pelas proporções dos agentes
magnéticos. Além disso, as interações dos BOMs com o antibiótico
ciprofloxacina (CP) foram avaliadas através do processo de adsorção em
batelada. Os dados experimentais cinéticos foram melhores ajustados ao
modelo não linear de ordem fracionária de Avrami. Os BOMs apresentaram
rápida cinética de adsorção com t0,95 = 44,31 min para BOM-1 quando a
concentração inicial (C0) foi de 80 mg L-1
. O valor equivalente para BOM-1.5 (t0,95)
foi de 82.11 min quando C0 = 80 mg L-1
. O modelo não linear de isoterma de Liu
indicou capacidades de adsorção máximas ligeiramente superiores para BOM-1
(218,44 mg g⁻¹) em comparação com BOM-1.5 (216,76 mg g⁻¹). Estudos
espectroscópicos, de adsorção e termodinâmicos confirmaram um processo de
adsorção endotérmico e espontâneo, governado por fisissorção, incluindo
ligações de hidrogênio e interações π-π. Este trabalho abre caminho para um
futuro mais verde no tratamento de efluentes, ao demonstrar o potencial da
biomassa de oliva como matéria-prima para a produção de biocarvão ativado
magnético, que pode ser facilmente removido da solução usando um campo
magnético externo. Por fim, destaca-se que o presente trabalho está alinhado
com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) das Nações Unidas,
especificamente o ODS 6, "Água Limpa e Saneamento", que visa melhorar a
qualidade global da água; o ODS 14, "Vida na Água"; e o ODS 15, "Vida
Terrestre", ao abordar os impactos prejudiciais de contaminantes nos
ecossistemas aquáticos e terrestres, promovendo a preservação da
biodiversidade e incentivando o uso sustentável dos recursos naturais.