Utilização da fibra de sisal tratada com líquido iônico como sorvente em derramamento de óleos

Abstract

O desenvolvimento econômico mundial demanda continuamente o uso de recursos energéticos, dentre os quais vários tipos de óleos são amplamente utilizados. Entretanto, acidentes durante a produção, transporte e utilização desses recursos ocorrem frequentemente e acarretam em graves danos para o ambiente. Diante disso, a busca por medidas mitigadoras eficientes e de baixo custo é recorrente. Nesse contexto, técnicas que utilizam adsorventes naturais, como fibras vegetais, vêm sendo estudadas, pois unem eficiência, seletividade, baixo custo e sustentabilidade. Inúmeros estudos foram realizados, utilizando-se vários tipos de fibras, naturais ou tratadas quimicamente. O interesse em tratar a fibra, nesse caso, reside no fato de poder alterar a estrutura química da fibra, tornando-a capaz de sorver maior massa de óleo. Contudo, os agentes químicos utilizados nos tratamentos tradicionais acarretam desvantagens, como a toxicidade, agressividade sobre as fibras e alto custo. Nesse cenário, os líquidos iônicos apresentam-se como uma nova opção de tratamento químico de fibras, destacando-se pela baixa volatilidade, estabilidade térmica, além da possibilidade de ajuste de propriedades, como polaridade e miscibilidade. Sabe-se que alguns fatores regem o comportamento da biomassa lignocelulósica em líquido iônico. Dessa forma, este trabalho fará um estudo das melhores condições do tratamento com líquido iônico e das alterações químicas geradas na fibra, além da interferência na sorção de óleo. Utilizou-se o líquido 2-hidroxi etilamonioacetato ([2HEA][Ac] ) para tratar o sisal, em que foi realizado um planejamento experimental para estudar a influência das variáveis temperatura e composição do líquido. Valores mínimos e máximos dessas variáveis foram testados (30ºC - 70ºC, 5% - 75%), além do ponto central (50ºC e 40%). Em seguida, testes de sorção, cinética e equilíbrio foram realizados para avaliar a melhoria na eficiência da adsorção de óleo pelas fibras tratadas, em comparação às fibras naturais. Além disso, a estrutura química e física destas foi avaliada por técnicas de caracterização, indicando as melhores condições de tratamento para melhoria no desempenho de sorção de óleo. Dessa forma, estudou-se a viabilidade técnica do tratamento da fibra de sisal pelo líquido iônico 2-hidroxi etilamonio acetato ([2HEA][Ac] e uso posterior desta na adsorção de três tipos de óleos.

The global economic development continually demands the use of energy resources, among which various types of oils are widely used. Despite their undeniable economic importance, accidents during the production, transport and use of these resources occur frequently and lead to serious damage to the environment. Faced with this, the search for efficient and low-cost mitigating measures is recurrent. In this context, techniques that use natural adsorbents, such as vegetable fibers, have been studied, since they combine efficiency, selectivity, low cost and sustainability. Numerous studies have been carried out using various types of fibers, natural or chemically treated. The interest in treating the fiber, in this case, lies in the fact of changing the chemical structure of the fiber, making it capable of sucking a larger mass of oil. However, the chemical agents used in traditional treatments have disadvantages such as toxicity, aggressiveness over fibers and high cost. In this scenario, the ionic liquids present as a new option of chemical treatment of fibers, highlighting low volatility, thermal stability, besides the possibility of adjustment of properties, such as polarity and miscibility. It is known that some factors govern the behavior of lignocellulosic biomass in ionic liquid. In this situation, this work will make a study of the best conditions of the treatment with ionic liquid and the chemical changes generated in the fiber, in addition to the interference in the sorption of oil. The liquid 2-hydroxy ethylammoniumacetate ([2HEA] [Ac]) was used to treat sisal, in which an experimental design was carried out to study the influence of temperature and liquid composition variables. Minimum and maximum values of these variables were tested (30ºC - 70ºC, 5% - 75%), besides the central point (50ºC and 40%). Then, sorption, kinetics and equilibrium tests were performed to evaluate the improvement in the oil adsorption efficiency of the treated fibers compared to the natural fibers. In addition, their chemical and physical structure was evaluated by characterization techniques, indicating the best treatment conditions for improvement in oil sorption performance. Thus, the technical viability of the treatment of sisal fiber by the ionic liquid 2-hydroxy ethyl ammonium acetate ([2HEA] [Ac] and its subsequent use in the adsorption of three types of oils were studied.