RESUMO Neste estudo, biomassa da casca de Castanha-do-Brasil suportada com nanopartículas de ferro (BCB-NPsFe) foi utilizada para a descoloração do corante rodamina B (RdB) via reação catalítica de Fenton. A maior taxa de descoloração foi de 94,5% obtida nas condições: solução contendo 20 mg/L de RdB, 1,0 g/L de BCB-NPsFe, 200 mM de H2O2, pH 4,0, temperatura de 45 °C e tempo de reação de 240 minutos. A taxa de mineralização da RdB nessas mesmas condições foi de 61,3%. Por meio da equação de Arrhenius a energia de ativação da descoloração da RdB foi estimada em 36,25 kJ/mol, um valor baixo se comparado a outros estudos. A reutilização da BCB-NPsFe em cinco ciclos de descoloração mostrou que a descoloração da RdB não foi afetada. A BCB-NPsFe também foi eficiente na descoloração dos corantes verde Malaquita (97,1%), violeta cristal (87,0%), preto reativo B (91,2%) e vermelho reativo 239 (89,1%). Estes resultados indicaram que a BCB-NPsFe pode ser uma alternativa econômica e ambientalmente sustentável para o tratamento de águas residuárias contendo corantes.

ABSTRACT In this study, Brazil nutshell biomass supported with iron nanoparticles (BCB-NPsFe) was used to decolorize the dye Rhodamine B (RdB) using Fenton catalytic reaction. Higher discoloration rate was 94.3% obtained at the condition: solution containing 20 mg/L RdB, 1.0 g/L BCB-NPsFe, 200 mM H2O2, pH 4.0, temperature of 45 °C, and reaction time of 240 minutes. The mineralization rate of RdB under these same conditions was 61.3%. Using the Arrhenius equation, the activation energy of RdB decolorization was estimated at 36.25 kJ/mol, a low value compared to other studies. The reusability of BCB-NPsFe in five decolorization cycles showed that the RdB decolorization was not affected. BCB-NPsFe also efficiently decolorized Malachite green (97.1%), crystal violet (87.0%), reactive black B (91.2%), and reactive red 239 (89.1%). These results indicated that BCB-NPsFe could be an economical and eco-friendly treatment strategy for wastewater containing dyes.

Resumo Biomassa de Saccharomyces cerevisiae foi ativada quimicamente e sua capacidade de biossorção foi explorada para a remoção do ibuprofeno (IBP) da solução aquosa. Os efeitos do pH (2-10), tempo de contato (0-90 min), concentração de IBP (5-35 mg L-1) e temperatura (20, 30, 40°C) foram avaliados em estudos de bateladas. Em pH 2,0 foram encontradas as maiores taxas de remoção de IBP. O modelo cinético de pseudo-segunda ordem foi o mais adequado para descrever os dados experimentais. Ambos os modelos de isoterma de Langmuir e Freundlich descreveram os dados de equilíbrio de forma satisfatória. A capacidade máxima de biossorção para IBP pela biomassa de Saccharomyces cerevisiae quimicamente ativada (CA-YB) foi estimada em 13,39 mg g-1 a 40°C. A energia de ativação calculada pelo modelo de isoterma de Dubinin-Radushkevich foi de 9,129 kJ mol-1, indicando que um processo químico mediou a biossorção de IBP por CA-YB. De acordo com os estudos termodinâmicos, a biossorção do IBP é espontânea e endotérmica. A análise de FTIR revelou que os grupos carboxila, hidroxila, fosforila e amino estavam envolvidos no processo de biossorção do IBP. Essas descobertas indicaram que CA-YB pode ser um biossorvente alternativo para a remoção de IBP do meio aquoso.

Abstract Saccharomyces cerevisiae biomass was activated chemically, and its ibuprofen (IBP) biosorption capabilities were assessed regarding IBP removal from an aqueous solution. The effects of pH (2-10), contact time (0-90 min), IBP concentration (5-35 mg L-1), and temperature (20, 30, 40°C) were evaluated in batch studies. Higher removal rates of IBP were found at pH 2.0. The pseudo-second-order kinetic model best described the experimental data. Both the Langmuir and Freundlich isotherm models described the equilibrium data satisfactorily. The maximum biosorption capacity for IBP onto chemically activated Saccharomyces cerevisiae biomass (CA-YB) was estimated at 13.39 mg g-1 at 40°C. The activation energy calculated by the Dubinin-Radushkevich isotherm model was 9.129 kJ mol-1, indicating that a chemical process mediated the biosorption of IBP onto CA-YB. According to thermodynamic studies, IBP biosorption is spontaneous and endothermic. FTIR analysis revealed that the carboxyl, hydroxyl, phosphoryl, and amino groups were involved in the biosorption process of IBP. These findings indicated that CA-YB could be an alternative biosorbent for IBP removal from aqueous media.

ABSTRACT In this study, the ability of chemically activated sugarcane bagasse (CASB) as a biosorbent for removing ibuprofen (IBP) from aqueous solution was evaluated. Sugarcane bagasse was activated using hexane and methanol. The effects of pH, contact time, IBP concentration, and temperature were evaluated in batch studies. Higher removal rates of IBP were found at pH 2.0. Kinetic studies indicated that the biosorption follows the pseudo-second-order model. The equilibrium biosorption isotherm was found to follow both Langmuir and Freundlich isotherm models. The maximum biosorption capacity of CASB was estimated at 7.75 mg g-1 at 20 °C. According to the Dubinin-Radushkevich isotherm model, the activation energy was calculated to be 7.07 kJ mol-1, indicating that a physical process mediated the IBP removal. Thermodynamic analysis suggests that the biosorption is exothermic in nature and non-spontaneous. The FTIR analysis confirmed the interactions between IBP molecules and biosorbent. We concluded that CASB exhibited the potential to be used in the removal of IBP from aqueous media.

RESUMO Neste estudo, avaliou-se o bagaço de cana-de-açúcar quimicamente ativado (CASB) como biossorvente na remoção de ibuprofeno (IBP) de solução aquosa. O bagaço da cana-de-açúcar foi ativado com hexano e metanol. Os efeitos do pH, tempo de contato, concentração de IBP e temperatura foram avaliados em estudos de bateladas. As taxas mais altas de remoção de IBP foram encontradas em pH 2,0. Estudos cinéticos indicaram que a biossorção segue o modelo de pseudo-segunda ordem. Os dados no equilíbrio se ajustaram aos modelos de isoterma de biossorção de Langmuir e Freundlich. A capacidade máxima de biossorção do CASB foi estimada em 7,75 mg g-1 a 20 °C. De acordo com o modelo de isoterma de Dubinin-Radushkevich, a energia de ativação foi calculada em 7,07 kJ mol-1, indicando que o processo de remoção do IBP é físico. A análise termodinâmica sugere que a biossorção é de natureza exotérmica e não espontânea. A análise de FTIR confirmou as interações entre as moléculas de IBP e o biossorvente. Concluímos que o CASB exibiu potencial para ser utilizado na remoção do IBP de meio aquoso.