Resumo O principal objetivo do presente estudo foi modificar a superfície de uma membrana de poliamida comercial com a deposição de nanopartículas de TiO2 pelo método self-assembly sob pressão com alta permeabilidade e atividade fotocatalítica. Mudanças nas características da membrana e seu desempenho nas propriedades fotocatalíticas foram avaliados. Os resultados experimentais indicaram que tanto a hidrofilia da membrana quanto o desempenho fotocatalítico foram significativamente melhorados pela presença de nanopartículas de TiO2 aplicadas sob uma pressão de 1 bar. A deposição das partículas de TiO2 sob pressão foi capaz de manter as partículas na superfície das membranas e sua capacidade fotocatalítica por três ciclos de uso. A membrana fotocatalítica de TiO2 preparada apresentou um grande potencial no tratamento de efluentes e sistemas de reuso devido à sua capacidade de remover o corante azul de metileno por decomposição fotocatalítica e separação física.

Abstract This study modified the surface of a commercial polyamide membrane with the deposition of TiO2 nanoparticles by the self-assembly method under pressure with high permeability and photocatalytic activity. Changes in membrane characteristics and its performance for photocatalytic properties were evaluated. The results indicated that both membrane hydrophilicity and photocatalytic performance were significantly improved by the presence of TiO2 nanoparticles applied under a pressure of 1 bar. The deposition of the TiO2 particles under pressure was able to maintain the particles on the surface of the membranes and their photocatalytic capacity for three cycles of use. The prepared TiO2 photocatalytic membrane presented a great potential for wastewater treatment and for reuse wastewater systems due its ability to remove methylene blue (MB) dye solution by photocatalytic decomposition and physical separation.

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.

Abstract Granular activated carbon was loaded with 0.5% manganese and 1.0% iron (m/m) for glyphosate removal from aqueous solutions. The adsorbent material was characterized by scanning electron microscopy, dispersive energy spectrometry, nitrogen adsorption techniques and zeta potential analyses. Batch studies were performed to investigate the adsorption equilibrium, kinetics mechanisms and to obtain thermodynamic information. Glyphosate adsorption increased with the contact time and achieved equilibrium within 24 h, with a maximum adsorption capacity of 9.19 mg g-1 at 45°C. Batch kinetic experimental data obeyed the pseudo-second-order model with R2>0.99. Adsorption isotherm experiments were carried out at 5, 15, 25, 35 and 45°C. The adsorption isotherms presented a better fitting using the Freundlich model (R2>0.98), indicating a multilayer adsorption of glyphosate. Thermodynamics studies showed that the adsorption of glyphosate onto granular activated carbon loaded with manganese and iron was spontaneous and feasible with negative values of ΔG°, endothermic with ΔH° of 20.924 kJ mol-1 and ΔS° of -73.250 J mol-1 K-1, suggesting a decrease in randomness at the solid-liquid interface between glyphosate and the adsorbent. The experimental results demonstrated that activated carbon loaded with manganese and iron may be an alternative for glyphosate removal in water, wastewater treatment and purification processes.