Adsorção do herbicida glifosato utilizando bioadsorvente magnético

Autores

  • Fabiana Castro UFBA Autor
  • Artur Mascarenhas UFBA Autor
  • Fernanda Teixeira UFBA Autor
  • Mauricio Brandão dos santos UFBA Autor
  • Raildo Alves Fiuza Junior UFBA Autor
  • Robson Carlos de Andrade UFBA Autor

Palavras-chave:

materials magnetic, glyphosate, adsorption

Resumo

The contamination of effluents by herbicides has become an increasing problem in society, especially due to modern agriculture’s reliance on pesticides and chemical fertilizers. Glyphosate is a widely used herbicide, chemically classified as non-selective, systemic, and post-emergent, and it is highly effective in eliminating weeds in crops such as rice, soybeans, sugarcane, and coffee [1]. In this context, the removal of this pollutant from wastewater is crucial to minimize its environmental and human health impacts. In this work, the removal of glyphosate from liquid effluents was investigated using magnetic adsorbents derived from biomass. The magnetic adsorbents were prepared via the Pechini method, using FeCl₃, ethylene glycol, citric acid, and 10% biomass [2]. The material, called FCT01, was characterized by thermal analysis (TG/DTG and DTA), X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and scanning electron microscopy (SEM). After characterization, glyphosate removal tests were carried out in a simulated environment, varying the pH (3, 7, and 10). The TG/DTG of the sample presented different mass loss stages, associated with processes such as water evaporation, resin and biomass component decomposition, and consequent oxide formation. The X-ray diffraction pattern of the sample showed characteristic peaks of magnetite (Fe₃O₄, PDF# 01-086-1362), a magnetic phase with an inverse spinel structure, where iron ions are distributed in tetrahedral and octahedral sites, as also identified by FTIR. The determination of the pH at the point of zero charge indicated that the adsorbent surface is neutral at pH = 7.0. Adsorption studies at different pH levels showed that glyphosate adsorption is most efficient at pH = 3.0, where the adsorbent surface is predominantly positively charged (pH < pHpzc), achieving 70% removal. At pH = 7, where the adsorbent surface is approximately neutral or contains an equal number of positive and negative charges, glyphosate removal drops to 20%. At basic pH (10), the adsorbent surface is predominantly anionic (pH > pHpzc), and glyphosate is also in its deprotonated form, resulting in a low adsorption capacity of only 10%. This variation in efficiency according to pH must be considered in the glyphosate removal process from aqueous systems. Overall, the results indicate that the adsorbents under study have the potential to be used as an efficient and cost-effective alternative for glyphosate adsorption from aqueous matrices.

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Biografia do Autor

  • Fabiana Castro, UFBA

    Carreira desenvolvida na área de Química, com amplo conhecimento em planejamento e execução de pesquisa cientifica. Estudante de doutorado em Química da UFBA. Concluiu o mestrado em Química Aplicada na Área de Matérias, com ênfase em Química do Estado Sólido e Materiais Biodegradáveis (PGQA/UNEB), possui graduação em Química (UNEB). Foi estudante de iniciação cientifica (UNEB) com destaque em síntese orgânica, participou do programa institucional de bolsas de iniciação a docência PIBD (UNEB), monitora do componente curricular Química Geral II e Química inorgânica I (UNEB) desenvolvendo e supervisionando experimentos químicos, além de exercer a docência na Universidade do estado da Bahia e escolas estaduais.

  • Artur Mascarenhas, UFBA

    Possui graduação em Química pela Universidade Federal da Bahia (1994), mestrado em Química pela Universidade Federal da Bahia (1997) e doutorado em Química pela Universidade Estadual de Campinas (2004). Atualmente é Professor Associado I da Universidade Federal da Bahia, credenciado no Programa de Pós-Graduação em Química (PPGQ-UFBA). Tem experiência na área de Química, com ênfase em Síntese e Caracterização de Materiais e Catálise Heterogênea, atuando principalmente nos seguintes temas: Catálise Ambiental e Peneiras Moleculares. Atualmente tem atuado nos seguintes projetos: i) uso de catalisadores zeolíticos em reações de aproveitamento do glicerol obtido como coproduto do biodiesel, em especial a hidrogenólise, a desidratação e a desidratação oxidativa; ii) catalisadores para o craqueamento e hidrocraqueamento de óleos vegetais para a produção de biocombustíveis aeronáuticos; iii) desenvolvimento de catalisadores e adsorventes magnéticos derivados de resíduos de biomassa; iv) compostos de coordenação ocluídos em zeólitos para o desenvolvimento de sensores de gases (NOx e COx) e catalisadores biomiméticos; e v) Síntese de zeólitos por transformação interzeolítica na ausência de sementes e/ou agentes orgânicos direcionadores de estrutura.

  • Fernanda Teixeira, UFBA

    Professora do Departamento de Química Geral e Inorgânica do Instituto de Química da Universidade Federal da Bahia - UFBA, atualmente ocupa a cadeira de professora Adjunto. Licenciada em Química (2007) na Universidade do Estado da Bahia, Mestre em Química na área de concentração em Química Inorgânica (2011) e Doutora em Química com área de concentração em Química Orgânica (2017) pelo Instituto de Química da Universidade Federal da Bahia. Tem experiência na área de Química atuando principalmente nos temas: Cinética Química e Catálise, Química de interfaces, Química Fina, Energias Renováveis e Peneiras Moleculares. Nesse momento empenha esforços no aproveitamento e tratamento de resíduos sólidos com vista na redução de danos ambientais.

  • Mauricio Brandão dos santos, UFBA

    Professor do Departamento de Química Geral e Inorgânica do Instituto de Química da Universidade Federal da Bahia - UFBA, bacharel e licenciado em Química pela Universidade Federal da Bahia. Mestre em Química Inorgânica (2015) e doutor em Química (2019) pelo programa de pós graduação de Química da UFBA. Desenvolve projetos focados na síntese e caracterização de materiais (zeólitos, MOFs, compósitos etc) visando aplicações em catalise, adsorção, fotocatálise etc. Tem experiência no desenvolvimento de: I) zeólitos por diversas rotas, inclusive por transformação interzeolítica; II) preparo de redes metalorgânicas com topologias zeolíticas (ZIFs); III) técnicas de caracterizações de materiais; preparo de fotocatalisadores e; IV) disciplinas voltadas para o ensino de química. Desenvolve pesquisas correlacionadas com o aproveitamento de resíduos, processos sustentáveis de produção de energia, adsorção, degradação/conversão de poluentes. Especificamente voltados para a captura e separação de gases (Ex: CO2), remoção de poluentes emergentes (fármacos, corantes etc) e no desenvolvimento de novos catalisadores e sistemas catalíticos para produção de combustíveis sustentáveis e hidrogênio renovável.

  • Raildo Alves Fiuza Junior, UFBA

    Professor do Departamento de Química Geral e Inorgânica do Instituto de Química da Universidade Federal da Bahia - UFBA, atualmente ocupa a cadeira de professor Adjunto. Bacharel em Química (2010) e Doutor em Química (2016) pelo Instituto de Química da Universidade Federal da Bahia. Credenciado no Programa de Pós-Graduação em Química e Programa de Pós-Graduação em Energia e Ambiente da UFBA. Premiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB) no concurso ideias inovadoras, como finalista da categoria Mestrando (2010), premiado como inventor UFBA na categoria inventor nacional na 2 (2011) e 3 (2012) edição. Inventor de duas patentes depositadas no Brasil. Coordenador do Núcleo de Estudos em Meteoritos da UFBA. Coordenador/participante de projetos de pesquisa e/ou desenvolvimento de produto inovador junto a FAPESB, CNPQ e FINEP. Tem experiência no preparo de materias avançados, principalmente adsorventes, polímeros e catalisadores. Expertise na caracterização de materiais por análise textural por adsorção de nitrogênio, análise térmica (TG, DTA e DSC), difração de raios-X(DRX), fluorescência de raios-X (FRX), redução/dessorção termoprogramada (TPR, TPD), espectroscopia vibracional (FTIR, Raman), eletrônica (UV-Vis, DRS), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV-EDS-EBSD) e ressonância paramagnética eletrônica (EPR). Atualmente empenha esforços: (1) Desenvolvimento de novos materiais carbonáceos como catalisadores, suporte catalítico, captura e separação de gases, remoção de poluentes emergentes, supercapacitores, materiais condutores; (2) aproveitamento de resíduos de mármore para construção civil e produção de mármore sintético; (3) Desenvolvimento de novos catalisadores e sistemas catalíticos para produção de combustíveis sustentáveis e hidrogênio verde; (4) Monetização de biogás e gás natural por GTL; (5) estudos de caracterização, classificação e divulgação científica da ciência meteorítica

  • Robson Carlos de Andrade, UFBA

    Possui Licenciatura em Química, especialização em Química do Cotidiano na Escola pela Universidade Estadual de Londrina (UEL-PR), mestrado em Química pela Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD-MS) e Doutorado pela Universidade Federal da Bahia (UFBA). Atuou como professor temporário na Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas (FACET) na universidade Federal da Grande Dourados (UFGD-MS), Instituto Federal Baiano (IFBA-BA) e no Instituto Federal de Mato Grosso do Sul (IFMS). Atua na área de Ensino de Química e Ciência dos Materiais, com ênfase em materiais carbonáceos " esferas de carbono " a partir de biomassa via tratamento hidrotérmico para captura de CO2 e compostos orgânicos voláteis (COVs). Além disso, atua na área de Produtos de pirólise, Bio-óleo e Alcatrão. Trabalha com diversas técnicas de caracterização de materiais porosos tendo ênfase em: Análise Térmica (TG/DTG/DTA e DSC), propriedades texturais (ASAP), microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectroscopia de raios X por dispersão em energia (EDX-EDS), difratometria de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho (FT-IR) e espectrofotometria de absorção molecular (UV-Visível). Atualmente empenha esforços no desenvolvimento de novos materiais carbonáceos, aplicados como: suportes catalíticos, captura/remoção/separação de gases, poluentes emergentes e acúmulo de carga, Além disso, suas pesquisas tem como fator relevante a proteção e remediação ambiental.

Referências

[1] Chen, Q. et al. Insights into the glyphosate adsorption behavior and mechanism by a MnFe2O4 cellulose activated carbon magnetic hybrid. V. 11, Ed 17, 2019. ACS Applied Materials & Interfaces.

[2] Lima, G, L. Desenvolvimento e aplicação de bio-adsorventes e catalisadores magnéticos derivados de resíduo de biomassa. Tese de doutorado. Universidade Federal da Bahia, 2018.

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Publicado

15-11-2024

Edição

Seção

Síntese e caracterização de catalisadores e adsorventes.

Como Citar

CASTRO, Fabiana; MASCARENHAS, Artur; TEIXEIRA, Fernanda; BRANDÃO, Mauricio; FIUZA, Raildo; ANDRADE, Robson. Adsorção do herbicida glifosato utilizando bioadsorvente magnético. XIV Encontro de Catálise do Norte, Nordeste e Centro-Oeste, Brasil, 2024. Disponível em: https://submissao.sbcat.org/index.php/xivencat/article/view/69. Acesso em: 26 dez. 2024.

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