Síntese de hidroxiapatita/magnetita para remoção de íons metálicos de alumínio, chumbo e manganês

Abstract

O compósito hidroxiapatita/magnetita foi utilizado para remover íons chumbo, manganês e alumínio de uma solução sintética aquosa. Utilizou-se o método de síntese de coprecipitação química para a obtenção do compósito de partículas hidroxiapatita ((Ca10(PO4)6(OH)2)) /magnetita (Fe3O4). O compósito produzido foi caracterizado por BET (Brunauer-Emmet-Teller), Difração de raios X (DRX), Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Análise das Curvas de Termogravimetria (TG) e Análise Térmica Diferencial (DTA), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Raio-X de Dispersão de Energia (EDS), Análise do Ponto de Carga Zero (PZC), Análise de Espalhamento Dinâmico de Luz (DLS), Análise do Potencial Zeta (PZ) e Análise Granulométrica. As caracterizações comprovaram que o adsorvente compósito hidroxiapatita/magnetita apresentou estrutura cristalina de hidroxiapatita e magnetita com núcleo constituído por magnetita, completamente encapsulado pela hidroxiapatita. O adsorvente apresentou estrutura irregular, porosa e consiste principalmente de partículas esféricas, demonstrando um material mesoporoso para a adsorção de metais. O modelo cinético baseou-se em pseudo-primeira ordem, possivelmente, as interações eletrostáticas se tornam o principal mecanismo responsável pela adsorção dos íons metálicos de Pb, Mn e Al. É evidente que o sinal de carga na superfície do adsorvente hidroxiapatita/magnetita foi de -19,38 mV e isso corrobora com o ponto de carga zero, onde a capacidade de adsorção é favorecida em meios com pH > 2,6. O Pb, com maior eletronegatividade, é mais propenso a se ligar aos sítios ativos P. Isso é fortalecido com o modelo da isoterma de Freundlich demostrado no estudo, pois quanto maior o valor de nF (expoente adimensional da equação de Freundlich), mais forte a interação entre o adsorvato e o adsorvente e o íon Pb possui essa interação mais forte que o íon Mn e Al. Através do estudo de dessorção, pode-se verificar que o ácido nítrico apresentou maior capacidade de dessorção do contaminante adsorvido no compósito utilizado e, portanto, a associação de hidroxiapatita com partículas de magnetita fornece um método promissor como adsorventes que combinam grandes capacidades de adsorção/dessorção e fácil recuperação por separação magnética.