Chemically activated sugarcane bagasse for biosorption of ibuprofen from aqueous solution

• Published in: Matéria Vol. 27; no. 2
• Main Authors: Santos, Bruna Assis Paim dos, Dall’Oglio, Evandro Luiz, Siqueira, Adriano Buzutti de, Vasconcelos, Leonardo Gomes de, Morais, Eduardo Beraldo de
• Format: Journal Article
• Language: English; Portuguese
• Published: Laboratório de Hidrogênio, Coppe - Universidade Federal do Rio de Janeiro; em cooperação com a Associação Brasileira do Hidrogênio, ABH2 2022
• Subjects: CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY; MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY; METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING; Medicamentos; Kinetic; Isotherms; Isotermas; Estudo termodinâmico; Ibuprofen removal; Remoção de ibuprofeno; Thermodynamic study; Pharmaceutical drugs; Cinética
• ISSN: 1517-7076; 1517-7076
• DOI: 10.1590/s1517-707620220002.1386

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.