Resumo

O uso generalizado de defensivos como o glifosato (GLY) para expandir a produção agrícola, conduz a contaminação dos solos e recursos hídricos superficiais e subterrâneos de forma onipresente, ocasionando inconvenientes associados à fauna e a flora. Neste sentido, a adsorção se destaca como uma estratégia de remediação promissora, permitindo o emprego de inúmeros materiais como adsorventes. Com a revolução da nanotecnologia, os nanotubos de carbono (CNTs) emergiram como excelentes adsorventes, podendo ter sua capacidade adsortiva aumentada por meio da modificação da sua superfície, como a impregnação de nanopartículas metálicas (MPNs) por meio de uma rota de síntese verde, que baseia-se na síntese por redução química de um metal juntamente com o extrato de diferentes plantas, polissacarídeos ou microrganismos. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho foi modificar CNTs comerciais via síntese verde para impregnação de MNPs de ferro, utilizando cascas de noz (Carya illinoinensis) como agente redutor natural. Após a síntese, o material foi caracterizado e foi então empregado na remoção de GLY em solução aquosa por adsorção. Os dados de caracterização indicaram a presença de MPNs incorporadas de forma aglomerada entre o emaranhado de fios típicos de CNTs, confirmando uma síntese verde bem sucedida. Os estudos cinéticos apontaram uma porcentagem de remoção de até 86,23%, para uma concentração inicial de GLY de 35 mg L-1, sendo o equilíbrio do processo atingido em cerca de 120 min de contato. O modelo cinético de Pseudo-primeira ordem demonstrou maior capacidade na previsão dos parâmetros experimentais para este sistema. O modelo de isoterma de Sips apresentou melhor adequação aos dados de equilíbrio, fornecendo uma máxima capacidade de adsorção de 43,66 mg g-1 a 298 K. O comportamento termodinâmico apontou tratar-se de um processo espontâneo e favorável, de natureza exotérmica, envolvendo o mecanismo de fisissorção.

The widespread use of pesticides such as glyphosate (GLY) to expand agricultural production, leads to the contamination of soils and superficial and underground water resources in an ubiquitous manner, causing inconveniences associated with fauna and flora. In this sense, adsorption stands out as a promising remediation strategy, allowing the use of numerous materials as adsorbents. With the nanotechnology revolution, carbon nanotubes (CNTs) emerged as excellent adsorbents, and their adsorptive capacity could be increased by modifying their surface, such as the impregnation of metallic nanoparticles (MPNs) through a green synthesis route, which is based on the synthesis by chemical reduction of a metal together with the extract of different plants, polysaccharides or microorganisms. In this context, the objective of the present work was to modify commercial CNTs via green synthesis for impregnation of iron MNPs, using walnut shells (Carya illinoinensis) as a natural reducing agent. After synthesis, the material was characterized and was then used to remove GLY in aqueous solution by adsorption. Characterization data indicated the presence of MPNs incorporated in an agglomerated form among the tangle of typical CNTs wires, confirming a successful green synthesis. The kinetic studies showed a removal percentage of up to 86,23%, for an initial GLY concentration of 35 mg L-1, with the process equilibrium reached in about 120 min of contact. The Pseudo-first order kinetic model demonstrated greater ability to predict experimental parameters for this system. The Sips isotherm model was better suited to the equilibrium data, providing a maximum adsorption capacity of 43,66 mg g-1 at 298 K. The thermodynamic behavior indicated that it was a spontaneous and favorable process, of an exothermic nature, involving the physisorption mechanism.