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https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/17805
Tipo de Documento: | Dissertação |
Título: | Síntese de carvão ativado a partir do fruto da amendoeira (Terminalia Catappa L.) e aplicação no tratamento avançado de águas |
Autor(es): | Magnago, Tiago |
Data do documento: | 26-Out-2018 |
Orientador: | Marques, José Jailton |
Resumo: | A presença de metais tóxicos em águas e efluentes líquidos industriais, em níveis superiores aos regulamentados, é um assunto bastante difundido na literatura devido à sua relevância no contexto ambiental global. No presente estudo, o biochar (C-BIO) e o carvão ativado (CAH3PO4), preparados a partir do fruto da amendoeira Terminalia Catappa L., foram utilizados para remover cromo hexavalente Cr(VI) de soluções aquosas com concentrações iniciais de 50 mg L-1 . A caracterização dos adsorventes quanto aos parâmetros texturais e composição química foram realizadas utilizando-se as técnicas de adsorção física de nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura (MEV), ponto de carga zero (PCZ), fluorescência de raios-X por dispersão de energia (EDX) e análise elementar (CHN). Foram também realizados estudos cinéticos, termodinâmicos e da capacidade de adsorção por meio de isotermas de adsorção. A área superficial BET do C-BIO foi de 114,7 m2 g -1 , da qual 63% foram classificados como mesoporos. Já o CA-H3PO4 alcançou uma área superficial BET de 1.489,7 m2 g -1 , sendo 54% classificados como mesoporosos. O pH em que houve a neutralização de cargas entre a superfície do adsorvente e a solução foi igual a 2,0, para ambos os materiais. Nesse valor de pH, a remoção de Cr(VI) foi superior a 80% para CA-H3PO4 e de 26% para o C-BIO, em experimentos realizados com 100 mL de solução de Cr(VI) a 50 mg L-1 contendo 0,05 g de adsorvente. O comportamento da adsorção seguiu a cinética de pseudosegunda ordem, com constante de velocidade de 0,002 e 0,023 g.m-1 .min-1 para o CA-H3PO4 e C-BIO, respectivamente. O modelo de isoterma que melhor se ajustou aos dados experimentais, apenas para o carvão ativado, foi o de Freundlich. O estudo termodinâmico evidenciou que o processo de adsorção foi espontâneo e endotérmico com ΔG negativo (-0,156 e -0,474 kJ mol-1 ) e ΔH positivo (13,250 kJ mol-1 ). O estudo da dessorção foi avaliado apenas para o CA-H3PO4, demonstrando que o adsorvente pode ser regenerado utilizando NaOH 0,5 mol L-1 , mantendo parcialmente sua capacidade de adsorção de Cr(VI) em 83,6 mg g-1 , correspondente a 55% da capacidade inicial, após o quarto ciclo de regeneração. Portanto, os adsorventes produzidos com e sem ativação química são promissores para o tratamento de águas contaminadas com cromo hexavalente. |
Abstract: | The presence of toxic metals in water and industrial liquid effluents, at levels higher than regulated, is a very widespread issue in the literature due to its relevance in the global environmental context. In the present study, biochar (C-BIO) and activated charcoal (CAH3PO4), prepared from the almont fruit Terminalia Catappa L., were used to remove Cr(VI) hexavalent chromium from aqueous solutions with initial concentrations of 50 mg L-1 . The characterization of the adsorbents for the textural parameters and chemical composition were carried out using the techniques of physical adsorption of nitrogen, scanning electron microscopy (SEM), point of zero charge (PCZ), energy dispersive X-ray fluorescence (EDX) and elemental analysis (CHN). Kinetic, thermodynamic and adsorption capacity studies were also performed using adsorption isotherms. The BET surface area of the C-BIO was 114.7 m2 g -1 , of which 63% were classified as mesopores. The CA-H3PO4 reached a BET surface area of 1489.7 m2 g -1 , with 54% classified as mesoporous. The pH at which the charge neutralization occurred between the surface of the adsorbent and the solution was equal to 2.0 for both materials. At this pH value, Cr(VI) removal was greater than 80% for CA-H3PO4 and 26% for C-BIO, in experiments with 100 mL Cr(VI) solution at 50 mg L-1 containing 0.05 g of adsorbent. The adsorption behavior followed the pseudosecond order kinetics, with a rate constant of 0.002 and 0.023 g m-1 min -1 for CA-H3PO4 and C-BIO, respectively. The isotherm model that best fit the experimental data, only for activated carbon, was that of Freundlich. The thermodynamic study showed that the adsorption process was spontaneous and endothermic with negative ΔG (-0.156 and -0.474 kJ mol-1 ) and positive ΔH (13,250 kJ mol-1 ). The desorption study was evaluated only for CA-H3PO4, demonstrating that the adsorbent can be regenerated using 0.5 mol L-1 NaOH, partially maintaining its Cr(VI) adsorption capacity at 83.6 mg g -1 , corresponding to 55% of the initial capacity, after the fourth regeneration cycle. Therefore adsorbents produced with and without chemical activation are promising for the treatment of water contaminated with hexavalent chromium. |
Palavras-chave: | Engenharia química Porosidade Adsorção Cromo Carbono ativado Combretácea Adsorvente mesoporoso Remoção de cromo Terminalia Catappa L. Mesoporous adsorbent Chrome removal |
área CNPQ: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
Agência de fomento: | Fundação de Apoio a Pesquisa e à Inovação Tecnológica do Estado de Sergipe - FAPITEC/SE |
Idioma: | por |
Sigla da Instituição: | Universidade Federal de Sergipe (UFS) |
Programa de Pós-graduação: | Pós-Graduação em Engenharia Química |
Citação: | MAGNAGO, Tiago. Síntese de carvão ativado a partir do fruto da amendoeira (Terminalia Catappa L.) e aplicação no tratamento avançado de águas. 2019. 57 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2018. |
URI: | https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/17805 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Química |
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