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Consultar: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Título [PT]: Avaliação de carvões ativados de diferentes naturezas para adsorção de corante têxtil
Título [EN]: Evaluation of different nature activate carbons for adsorption of textile dye
Autor(es): Caroline Apoloni Cionek
Palavras-chave [PT]:

Adsorção. Carvão ativado. Corante reativo. Brasil.

Pedro Augusto Arroyo [Orientador] - UEM Carlos Eduardo Borba - UNIOESTE Maria Angélica Simões Dornellas de Barros - UEM

Resumo: As indústrias têxteis utilizam grande quantidade de água nos processos de beneficiamento, por essa razão, para que essa água possa ser despejada nos rios é necessário que seja tratada, para que não prejudique o ambiente. Existem diversos tipos de tratamentos de efluentes, porém, o processo de adsorção vem mostrando resultados significativos. Para que se realize um projeto de tratamento de efluentes têxteis por processo de adsorção é necessário saber algumas informações a respeito da capacidade de remoção e cinética de adsorção. Deste modo, o objetivo da presente dissertação foi estudar a utilização de carvões de diferentes naturezas, obtidos a partir de subprodutos tais como osso, casca de coco, coco de babaçu e coco de dendê, para a remoção seletiva do corante têxtil reativo Azul BF-5G, por processo de adsorção em batelada, verificando as características dos adsorventes, a temperatura do processo e a adição de Cloreto de Sódio na solução de corante. Os adsorventes foram caracterizados para determinação do ponto de carga zero, das propriedades texturais por adsorção e dessorção de N2, espectroscopia no infravermelho e método de Boehm. Para o ponto de carga zero dos carvões de Babaçu, Casca de Coco, Dendê e Osso foram encontrados os valores de 7,4; 9,2; 7,6 e 7,5, respectivamente. A adsorção de N2 mostrou que os carvões de Babaçu, Casca de Coco e Dendê são predominantemente microporosos, com contribuição de mesoporos, enquanto o de Osso apresentou características de mesoporos. O método de Boehm mostra que o carvão de casca de coco foi o que apresentou a maior basicidade e menor acidez, enquanto que os demais carvões apresentaram uma pequena diferença entre grupos básico e ácido. A espectroscopia no infravermelho mostrou que os carvões ativados de Babaçu, Casca de Coco e Dendê apresentaram bandas semelhantes, correspondendo à presença de grupos hidroxila, aldeído e cetona. O carvão de osso apresentou comportamento diferente, apresentando várias bandas, atribuídas principalmente à estrutura hidroxiapatita. Para os ensaios de adsorção o tempo de equilíbrio do processo foi de aproximadamente 18 horas para todos os carvões. Os modelos de pseudo primeira ordem, pseudossegunda ordem e de difusão intrapartícula foram ajustados aos dados experimentais para descrever a cinética de adsorção, sendo que o modelo de pseudossegunda ordem foi o modelo que melhor se ajustou os dados. As isotermas de adsorção foram ajustadas pelos modelos de Langmuir, Freundlich, Sips, Tóth, Redlich Peterson e Radkee e Praunsnitz. Os melhores ajustes foram obtidos com os modelos de Sips e Freundlich. O carvão de Osso apresentou a maior quantidade de corante adsorvida (142,3 mg.g-1), seguido do carvão de Babaçu (76,21 mg.g-1), Casca de Coco (75,35 mg.g-1) e Dendê (68,74 mg.g-1). A avaliação da adição de sal no processo de adsorção mostrou que a presença de NaCl levou a um aumento na capacidade de adsorção do corante de 142,2 mg.g-1 para 262,4 mg.g-1, para o carvão ativado de osso, a 40 °C. Desta forma, os cátions Na+ do sal podem se ligar ao adsorvato negativo, reduzindo a repulsão iônica, ou neutralizar as cargas negativas do carvão, diminuindo a repulsão da superfície ao adsorvato e aumentando, portanto, a quantidade de moléculas adsorvidas. As propriedades termodinâmicas ∆H°, ∆G° e ∆S° foram avaliadas e mostraram que a adsorção do corante Reativo Azul BF-5G. Os carvões de Babaçu e Casca de Coco apresentam um ∆G° negativo, característica de processo espontâneo. Apresentam também características de processo endotérmico para todos os carvões, comprovados pelos valores de ∆S° que aumentam com o aumento da temperatura, mostrando que a esta favorece o processo de adsorção. Abstract: Textile industries use large quantities of water in beneficiation processes, therefore, that this water can be poured into rivers it must be treated, not to harm the environment. There are various types of effluent treatment, however, the adsorption process has shown significant results. In order to perform a project of treating textile effluents by adsorption is necessary to know some information about the removal capacity and adsorption kinetics. Thus, the aim of this thesis was to study the use of coals of different natures, made from byproducts such as bone, coconut shell, coconut and babassu coconut palm to the selective removal of textile dye Reactive Blue BF-5G, by batch adsorption process, checking the characteristics of the adsorbent, the process temperature and the addition of sodium chloride in the dye solution. The adsorbents were characterized to determine the zero point of charge, the textural properties of adsorption and desorption of N2, infrared spectroscopy and Boehm method. To the point of zero charge of carbons Babassu, Coconut Shell, Palm and Bone found values of 7.4, 9.2, 7.6 and 7.5, respectively. The N2 adsorption showed that the coals Babassu, Coconut Shell and Palm are predominantly microporous, with contribution of mesopores, while Bone showed characteristics of mesopores. The method of Boehm shows that charcoal from coconut shell was presented the highest basicity and lower acidity, while the remaining coals showed little difference between basic and acid groups. Infrared spectroscopy showed that activated carbons Babassu, Coconut and Palm Bark showed similar bands, corresponding to the presence of hydroxyl groups, aldehyde and ketone. The bone char coal showed different behavior, with several bands, mostly attributed to the structure of hydroxyapatite. For the tests the adsorption equilibrium time the process was approximately 18 hours for all coals. The pseudo first-order models, pseudo second order and intraparticle diffusion were fitted to experimental data to describe the adsorption kinetics, and the model pseudo second order was the model that best fit the data. The adsorption isotherms were adjusted for Langmuir, Freundlich, Sips, Toth, and Redlich Peterson and Radkee Praunsnitz. The best fits were obtained with the Sips and Freundlich models. Coal Bone showed the highest amount of dye adsorbed (142.3 mg g-1), followed by coal Babassu (76.21 mg g-1), Peel Coco (75.35 mg g-1) and Palm (68.74 mg g-1). The evaluation of the addition of salt in the adsorption showed that the presence of NaCl to an increase in dye adsorption capacity of 142.2 to 262.4 mg.g-1 for activated carbon bone, at 40 °C. Thus, the cations Na+ salt adsorbate can bind to negative ionic repulsion reducing or neutralizing the negative charges of the coal, decreasing the repulsion surface and the adsorbate, thereby increasing the amount of adsorbed molecules. The thermodynamic properties ∆H°, ∆G° and ∆S° were evaluated and showed that adsorption of the dye Reactive Blue BF-5G. The coals Babassu and Coconut Shell have a negative ∆G°, characteristic of spontaneous process. They also have features to endothermic process all coals, as evidenced by the values of ∆S° increasing with increasing temperature, showing that this favors the adsorption process.

Idioma: Português Data de Publicação: 2013 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Pedro Augusto Arroyo Instituição: Universidade Estadual de Maringá. Centro de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química Nível: Dissertação (mestrado em Engenharia Química)/ UEM: Departamento de Engenharia Química

Responsavel: saletep
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: Dissertação de Mestrado - Caroline Apoloni Cionek.pdf
Tamanho: 3177 Kb (3253209 bytes)
Criado: 18-10-2013 10:48
Atualizado: 18-10-2013 13:55
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