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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Adsorção de amarelo tartrazina e alaranjado de metila em carvão ativo preparado a partir de cinzas de caldeira: cinética, isoterma e caracterização do material
metadata.dc.creator: Martini, Bibiana Karling
metadata.dc.contributor.advisor1: Carvalho, Adriana Evaristo de
metadata.dc.contributor.referee1: Corazza, Marcela Zanetti
metadata.dc.contributor.referee2: Almeida, Lucio Cesar de
metadata.dc.description.resumo: Atualmente o combustível mais utilizado em caldeiras é a biomassa. Diversos materiais são usados como tais combustíveis, como por exemplo, cavaco de pinus e eucalipto, casca de arroz e bagaço de cana-de-açúcar. Contudo, a queima da biomassa fornece grande volume de um subproduto conhecido como cinzas ou resíduo de caldeira, o qual, sem utilização eminente acaba tendo como seu destino aterros industriais, podendo então apresentar riscos ao meio ambiente. O presente trabalho objetivou a utilização destes materiais como precursores para produzir o carvão ativado via ativação alcalina utilizando NaOH em duas proporções, agregando desta forma valor ao material além de oferecer uma utilização ao mesmo. A caracterização dos carvões ativados foi realizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), a presença de grupos funcionais foi elucidada através da espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) além de espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e a estabilidade térmica foi avaliada através de análise termogravimétrica (TG/DTG) a qual demonstrou constância dos materiais a elevadas temperaturas. A área superficial, volume e o diâmetro dos poros foram mensurados por intermédio da adsorção e dessorção de nitrogênio, com áreas superficiais determinadas entre 355,026 até 1072,505 m2 g-1, sendo todos os materiais de estudo classificados como mesoporosos. Efeitos como proporção de agente ativante, pH e tempo de contato no processo de adsorção através do método por batelada foram estudados. A cinética da reação foi feita utilizando como contaminantes os corantes amarelo tartrazina e alaranjado de metila e a interpretação dos dados foi obtida com o emprego dos modelos de pseudo primeira ordem, pseudo segunda ordem, Elovich e difusão intra partícula, onde os dados obtidos com o modelo de pseudo segunda ordem apresentaram melhor ajuste através do coeficiente de correlação (R2 =0,9996). A capacidade de adsorção dos materiais foi avaliada empregando-se modelos linearizados de isotermas de adsorção de Langmuir e Freundlich, com monitoramento eletroquímico e comparado por espectrometria de absorção molecular. O modelo que apresentou melhor ajuste foi de Langmuir, que exibiu valores de capacidade de adsorção de 161,8123, 36,9004 e 77,1010 mg g-1 para o carvão ativo 1:3 (CA1:3), carvão ativo 1:1 (CA1:1) e carvão ativo comercial (CACOM) respectivamente. Os resultados alcançados demonstram que os carvões preparados podem ser utilizados de forma satisfatória como adsorventes dos contaminantes testados em meio aquoso.
Abstract: Nowadays the most commonly boilers fuel used is biomass. Various materials are used as such fuels, like pine and eucalyptus chips, rice hulls and sugarcane bagasse. However, the burning of biomass provides a large volume of a by-product known as ash or boiler residue, which, without eminent use ends up having industrial landfills as its destination, and may therefore present risks to the environment. The present work aimed at the use of these materials as precursors to produce activated carbon via alkaline activation using sodium hydroxide (NaOH) in two different proportions, thus adding value to the material besides offering a use to it. The characterization of activated carbons was performed by scanning electron microscopy (SEM), the presence of functional groups was elucidated by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) in addition to dispersive energy spectroscopy (DES) and thermal stability was evaluated by means of thermogravimetric analysis (TG / DTG) which showed constancy of materials at high temperatures. Surface area, volume and pore diameter were measured by nitrogen adsorption and desorption, where the surface areas were determined from 355,026 to 1072,505 m2 g-1, all of them were classified as mesoporous. Effects like activating agent proportion, pH and contact time in adsorption process through the batch method were studied. The kinetics of reaction were made using tartrazine yellow and methyl orange dyes as contaminants and the data approach was obtained using the pseudo first order, pseudo second order, Elovich and intraparticle diffusion models, where data obtained with Pseudo second order model presented better fit through the correlation coefficient (R2 = 0.9996). The materials adsorption capacity was evaluated using linear models of adsorption isotherms of Langmuir and Freundlich, with electrochemical monitoring and compared by molecular absorption spectrometry. Langmuir was the best fit model, which showed adsorption capacity values of 161.8123, 36.9004 and 77.1010 mg g-1 for the active charcoal 1: 3 (CA1: 3), activated charcoal 1 : 1 (CA1: 1) and commercial active charcoal (CACOM), respectively. The results show that the prepared coals can be used satisfactorily as adsorbents of contaminants tested in aqueous medium.
Keywords: Resíduos de caldeiras
Boilers
Carvão ativado
Activated carbon
Isoterma
Isotherm
Cinética química
Chemical kinetics
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal da Grande Dourados
metadata.dc.publisher.initials: UFGD
metadata.dc.publisher.department: Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia
metadata.dc.publisher.program: Programa de pós-graduação em Química
Citation: MARTINI, Bibiana Karling. Adsorção de amarelo tartrazina e alaranjado de metila em carvão ativo preparado a partir de cinzas de caldeira: cinética, isoterma e caracterização do material. 2017. 83 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia, Universidade Federal da Grande Dourados, Dourados, MS, 2017.
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
URI: http://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/handle/prefix/1377
Issue Date: 17-Feb-2017
Appears in Collections:Mestrado em Química

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