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Tipo de Documento: Dissertação
Título: Potencialidade de remoção de Cr(VI) de soluções aquosas por biossorção usando resíduos da agroindústria
Autor(es): Peixoto, Polena do Nascimento
Data do documento: 26-Fev-2015
Orientador: Santos, Edilson de Jesus
Coorientador: Sena, Rennio Felix
Resumo: Neste trabalho foi investigada a remoção de Cr(VI) usando resíduos agroindustriais via processo de biossorção. Na obtenção dos biossorventes, foram utilizados o bagaço de canade-açúcar (Saccharum L.), a casca de macaxeira (Manihot esculenta) e o mesocarpo do coco seco (Cocos nucifera L.). A eficiência, de todos esses biosorventes, foi comparada nas condições: in natura e com tratamento térmico, sendo posteriormente triturados e classificados por granulometria. A determinação de Cr(VI) foi feita por espectrofotometria UV-visível através da complexação com 1,5-difenilcarbazida, medindo a absorbância no comprimento de onda de 540 nm. Os experimentos foram realizados a 25 ± 1°C, pH 2, a massa do biossorvente 0,1g e variando a concentração do Cr(VI) entre 1 a 8 mg L-1 . Foram estudados os parâmetros do efeito do pH da solução inicial de Cr(VI), massa do biossorvente, concentração inicial de Cr(VI) e tempo de equilíbrio. No estudo cinético, o tempo de equilíbrio foi de 25 minutos para o mesocarpo do coco seco e bagaço de cana de açúcar in natura e para os demais biossorvente foi após 100 minutos. O modelo de pseudo primeiraordem foi o que melhor representou a casca de macaxeira in natura e os demais biossorventes foram melhor representados pelo modelo de pseudo segunda-ordem. Nos dados de equilíbrio, o modelo de Langmuir foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais dos biossorventes do bagaço de cana-de-açúcar com tratamento térmico e da casca de macaxeira in natura e com tratamento térmico. O modelo de Freundlich foi mais adequado para descrever o processo de biossorção do Cr(VI) pelo bagaço de cana-de-açúcar in natura e pelo mesocarpo do coco seco in natura e com tratamento térmico. A capacidade máxima (Qmáx) de biossorção para o bagaço de cana-de-açúcar com tratamento térmico foi de 0,1229 mmol g-1 e para a casca de macaxeira in natura e com tratamento térmico foi de 0,1407 e 0,1315 mmol g-1 , respectivamente. Assim, pelos resultados obtidos pode-se afirmar que os biossorventes estudados possuem grande potencial para o tratamento de efluentes contendo Cr(VI). Os biossorventes foram caracterizados através da determinação dos teores de matéria orgânica e cinzas. Determinou-se também o pH dos biossorventes no ponto de carga zero e foram realizadas as análises de espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR), fluorescência de raios-X (FRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Na FRX evidenciou a ausência de cromo na composição dos biossorventes antes da biossorção e o aparecimento de cromo depois da biossorção, o que comprova o fenômeno da biossorção nas superfícies dos biossorventes em estudo.
Abstract: In this study, Cr(VI) removal from agricultural residues via biosorption was investigated. In order to obtain biosorbents, sugarcane bagasse (Saccharum L.), cassava peel (Manihot esculenta) and dried coconut mesocarp (Cocos nucifera L.) were used. Biosorbent efficiencies were compared in natura and in heat treatment conditions. Subsequently, biosorbents were crushed and sorted by grain size. Cr(VI) determination was made by UV-visible spectrophotometer through complexation with 1,5-diphenylcarbazide, and absorbance was measured at 540 nm wavelength. Experiments were performed at 25 ± 1 °C, pH 2, with biosorbent mass of 0.1g and Cr(VI) concentration ranging from 1 to 8 mg L-1 . The effect of pH in the initial Cr(VI) solution, biosorbent mass, Cr(VI) initial concentration and equilibrium time were assessed. In the kinetic study, in natura dried coconut mesocarp and sugarcane bagasse had equilibrium time of 25 minutes, while other biosorbents had equilibrium time of over 100 minutes. The pseudo first-order model was the one that better represented in natura cassava peel, and the other biosorbents were better represented by the pseudo second-order model. In the equilibrium data, the Langmuir model was the best fit for in natura and heat-treated cassava peel experimental data. Freundlich model was more suitable to describe dried coconut mesocarp and sugarcane bagasse Cr(VI) biosorption, both in natura and in heat-treated conditions. Maximum biosorption capacity (Qmax) for sugarcane bagasse in heat treatment was of 0.1229 mmol g-1 , while cassava peel Qmax was of 0.1407 and 0.1315 mmol g-1 in natura and heat-treated, respectively. Thus, through the results, the studied biosorbents proved to have great potential for the treatment of wastewater containing Cr(VI). Biosorbents were characterized by organic matter and ash levels determination. The pH was also determined in the point of zero charge, and infrared region absorption (FTIR), Xray fluorescence (XRF) and scanning electron microscopy (SEM) were analyzed. XRF revealed chromium absence in the biosorbents composition before biosorption, and chromium appearance after biosorption, which confirmed the of biosorption occurrence on the surface of the biosorbents under study.
Palavras-chave: Biossorventes
Agroindústria
Resíduos
Separação (tecnologia)
Resíduos agroindustriais
Remoção de Cr(VI)
Biossorvente
Estudo de equilíbrio
Estudo cinético
Agro-industrial waste
Cr (VI) removal
Biosorbent
Equilibrium study
Kinetic study
área CNPQ: ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Agência de fomento: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Idioma: por
Sigla da Instituição: Universidade Federal de Sergipe
Programa de Pós-graduação: Pós-Graduação em Engenharia Química
Citação: PEIXOTO, Polena do Nascimento. Potencialidade de remoção de Cr(VI) de soluções aquosas por biossorção usando resíduos da agroindústria. 2015. 78 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2015.
URI: http://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/17090
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