Síntese e caracterização de carvões ativados magnéticos (CAMs) da casca do coco (Cocos nucifera) : estudos de adsorção do corante amarelo crepúsculo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cazetta, André Luiz
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
Texto Completo: http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/4719
Resumo: Magnetic activated carbons (MACs) are carbonaceous materials that exhibit low cost and toxicity, when applied in adsorption processes can be easily removed or separated using a magnetic external field. In the present work, the MACs were synthesized using the coconut shell (Cocos nucifera) carbonized (Cb) and ferric chloride (FeCl3.6H2O) through the simultaneous process of activation and impregnation. The synthesis of MACs were performed in impregnations ratio (FeCl3.6H2O:Cb) of 1:1, 2:1 and 3:1 (wt:wt), the obtained materials were denoted as MAC1, MAC2 e MAC3 respectively. Textural characterization showed that the MACs were essentially microporous, and that microporosity increases with the increase of the impregnation ratio. Additionally, BET surface area values (SBET) were 372, 337 and 238 m2 g-1 for the MAC1, MAC2 and MAC3, respectively. Elementary analysis by XPS shown that the MACs are constituted mostly by carbon and oxygen, the analysis of the deconvoluted spectras indicated the presence of magnetite (Fe3O4), maghemite (?-Fe2O3) and hematite (?-Fe2O3). X-Ray pattern confirmed the presence of hematite and magnetite with high degree of crystallinity. The analysis of the hyperfine parameters of Mössbauer spectra showed the presence of maghemite in phase mixture with magnetite, in addition, was possible to identify the presence of nanoparticles of hematite in superparamagnetic state. SEM images showed that the increase of impregnation ratio causes a reduction on the surface cracks of the MACs. pHpzc values showed that the materials have acidic characteristics and that the acidity increases with the increase of impregnation ratio. The adsorption studies of the food dye Sunset Yellow onto MAC1 showed that the Elovich model was satisfactory to describe the experimental data in low initial concentration; however, with the increasing of the concentration, the pseudo-second order model was best fitted. Equilibrium studies of adsorption indicated that the Langmuir model is more adequate to describe the process, presenting a monolayer adsorption capacity of 22.3 mg g-1. The Dubinin-Radushkevich model showed that the chemisorption contributes significantly in the adsorption process
id UEM-10_ccfa259ba0656e07058475fadbe6d6c7
oai_identifier_str oai:localhost:1/4719
network_acronym_str UEM-10
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
repository_id_str
spelling Síntese e caracterização de carvões ativados magnéticos (CAMs) da casca do coco (Cocos nucifera) : estudos de adsorção do corante amarelo crepúsculoCarvão ativado magnético - Casca do cocoCarvão ativado magnético - Casca do cocoAdsorsão - CoranteCiências Exatas e da TerraQuímicaMagnetic activated carbons (MACs) are carbonaceous materials that exhibit low cost and toxicity, when applied in adsorption processes can be easily removed or separated using a magnetic external field. In the present work, the MACs were synthesized using the coconut shell (Cocos nucifera) carbonized (Cb) and ferric chloride (FeCl3.6H2O) through the simultaneous process of activation and impregnation. The synthesis of MACs were performed in impregnations ratio (FeCl3.6H2O:Cb) of 1:1, 2:1 and 3:1 (wt:wt), the obtained materials were denoted as MAC1, MAC2 e MAC3 respectively. Textural characterization showed that the MACs were essentially microporous, and that microporosity increases with the increase of the impregnation ratio. Additionally, BET surface area values (SBET) were 372, 337 and 238 m2 g-1 for the MAC1, MAC2 and MAC3, respectively. Elementary analysis by XPS shown that the MACs are constituted mostly by carbon and oxygen, the analysis of the deconvoluted spectras indicated the presence of magnetite (Fe3O4), maghemite (?-Fe2O3) and hematite (?-Fe2O3). X-Ray pattern confirmed the presence of hematite and magnetite with high degree of crystallinity. The analysis of the hyperfine parameters of Mössbauer spectra showed the presence of maghemite in phase mixture with magnetite, in addition, was possible to identify the presence of nanoparticles of hematite in superparamagnetic state. SEM images showed that the increase of impregnation ratio causes a reduction on the surface cracks of the MACs. pHpzc values showed that the materials have acidic characteristics and that the acidity increases with the increase of impregnation ratio. The adsorption studies of the food dye Sunset Yellow onto MAC1 showed that the Elovich model was satisfactory to describe the experimental data in low initial concentration; however, with the increasing of the concentration, the pseudo-second order model was best fitted. Equilibrium studies of adsorption indicated that the Langmuir model is more adequate to describe the process, presenting a monolayer adsorption capacity of 22.3 mg g-1. The Dubinin-Radushkevich model showed that the chemisorption contributes significantly in the adsorption processOs carvões ativados magnéticos (CAMs) são materiais carbonáceos de baixo custo e toxicidade que quando aplicados em processos de adsorção podem ser facilmente removidos ou separados a partir do uso de um campo magnético externo. No presente trabalho os CAMs foram sintetizados a partir do material carbonizado (Cb) da casca do coco (Cocos nucifera) e cloreto férrico (FeCl3.6H2O), utilizando a metodologia simultânea de ativação e impregnação. A síntese dos CAMs foi realizada em razões de impregnação (FeCl3.6H2O:Cb) de 1:1, 2:1 e 3:1 (m:m) e os materiais obtidos foram denominados como CAM1, CAM2 e CAM3, respectivamente. A caracterização textural mostrou que o CAMs são essencialmente microporosos e que a microporosidade aumenta com o aumento da razão de impregnação. Adicionalmente, os valores de área superficial BET (SBET) foram de 372, 337 e 238 m2 g-1 para o CAM1, CAM2 e CAM3, respectivamente. A análise elementar por XPS mostrou que os CAMs são constituídos majoritariamente por carbono e oxigênio, e os seus espectros deconvoluídos indicaram a presença de magnetita (Fe3O4), maghemita (?-Fe2O3) e hematita (?-Fe2O3). Os difratogramas de Raio-X confirmaram a presença de hematita e a magnetita com alto grau de cristalinidade. A análise dos parâmetros hiperfinos dos espectros Mössbauer confirmaram a presença de maghemita em mistura de fase com a magnetita e identificaram a presença de nanopartículas de hematita em estado superparamagnético. As imagens MEV mostram que com o aumento da razão de impregnação ocorreu supressão das fissuras de superfície dos CAMs. Os valores de pHpcz mostraram que os materiais possuem características ácidas e que a acidez aumenta com o aumento da razão de impregnação. Os estudos de adsorção do corante alimentício Amarelo Crepúsculo sobre CAM1 mostraram que o modelo cinético de Elovich descreve de forma satisfatória os dados experimentais em valores baixos de concentração inicial, porém, com aumento desta, o modelo preterido é o de pseudo-segunda. O estudo de equilíbrio de adsorção indicou que o modelo de Langmuir é o mais adequado para descrever o processo, o qual apresentou um valor de capacidade de adsorção de 22,3 mg g-1. O modelo de Dubinin-Radushkevich mostrou que a quimissorção contribui significativamente no processo de adsorçãovii, 77 f.Universidade Estadual de MaringáBrasilDepartamento de QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaMaringá, PRCentro de Ciências ExatasVitor de Cinque Almeida [Orientador] - UEMProf. Dr. Vitor de Cinque AlmeidaJesuí Vergílio Visentainer - UEMDimas Augusto Morozin Zaia - UELCazetta, André Luiz2018-08-24T13:40:07Z2018-08-24T13:40:07Z2014info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCAZETTA, André Luiz. Síntese e caracterização de carvões ativados magnéticos (CAMs) da casca do coco (Cocos nucifera) : estudos de adsorção do corante amarelo crepúsculo. 2014. vii, 77 f. Dissertação (mestrado em Química) - Universidade Estadual de Maringá, Maringá, 2014.http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/4719porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)instname:Universidade Estadual de Maringá (UEM)instacron:UEM2018-08-24T13:43:39Zoai:localhost:1/4719Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.uem.br:8080/oai/requestopendoar:2024-04-23T14:57:52.434470Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM) - Universidade Estadual de Maringá (UEM)false
dc.title.none.fl_str_mv Síntese e caracterização de carvões ativados magnéticos (CAMs) da casca do coco (Cocos nucifera) : estudos de adsorção do corante amarelo crepúsculo
title Síntese e caracterização de carvões ativados magnéticos (CAMs) da casca do coco (Cocos nucifera) : estudos de adsorção do corante amarelo crepúsculo
spellingShingle Síntese e caracterização de carvões ativados magnéticos (CAMs) da casca do coco (Cocos nucifera) : estudos de adsorção do corante amarelo crepúsculo
Cazetta, André Luiz
Carvão ativado magnético - Casca do coco
Carvão ativado magnético - Casca do coco
Adsorsão - Corante
Ciências Exatas e da Terra
Química
title_short Síntese e caracterização de carvões ativados magnéticos (CAMs) da casca do coco (Cocos nucifera) : estudos de adsorção do corante amarelo crepúsculo
title_full Síntese e caracterização de carvões ativados magnéticos (CAMs) da casca do coco (Cocos nucifera) : estudos de adsorção do corante amarelo crepúsculo
title_fullStr Síntese e caracterização de carvões ativados magnéticos (CAMs) da casca do coco (Cocos nucifera) : estudos de adsorção do corante amarelo crepúsculo
title_full_unstemmed Síntese e caracterização de carvões ativados magnéticos (CAMs) da casca do coco (Cocos nucifera) : estudos de adsorção do corante amarelo crepúsculo
title_sort Síntese e caracterização de carvões ativados magnéticos (CAMs) da casca do coco (Cocos nucifera) : estudos de adsorção do corante amarelo crepúsculo
author Cazetta, André Luiz
author_facet Cazetta, André Luiz
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Vitor de Cinque Almeida [Orientador] - UEM
Prof. Dr. Vitor de Cinque Almeida
Jesuí Vergílio Visentainer - UEM
Dimas Augusto Morozin Zaia - UEL
dc.contributor.author.fl_str_mv Cazetta, André Luiz
dc.subject.por.fl_str_mv Carvão ativado magnético - Casca do coco
Carvão ativado magnético - Casca do coco
Adsorsão - Corante
Ciências Exatas e da Terra
Química
topic Carvão ativado magnético - Casca do coco
Carvão ativado magnético - Casca do coco
Adsorsão - Corante
Ciências Exatas e da Terra
Química
description Magnetic activated carbons (MACs) are carbonaceous materials that exhibit low cost and toxicity, when applied in adsorption processes can be easily removed or separated using a magnetic external field. In the present work, the MACs were synthesized using the coconut shell (Cocos nucifera) carbonized (Cb) and ferric chloride (FeCl3.6H2O) through the simultaneous process of activation and impregnation. The synthesis of MACs were performed in impregnations ratio (FeCl3.6H2O:Cb) of 1:1, 2:1 and 3:1 (wt:wt), the obtained materials were denoted as MAC1, MAC2 e MAC3 respectively. Textural characterization showed that the MACs were essentially microporous, and that microporosity increases with the increase of the impregnation ratio. Additionally, BET surface area values (SBET) were 372, 337 and 238 m2 g-1 for the MAC1, MAC2 and MAC3, respectively. Elementary analysis by XPS shown that the MACs are constituted mostly by carbon and oxygen, the analysis of the deconvoluted spectras indicated the presence of magnetite (Fe3O4), maghemite (?-Fe2O3) and hematite (?-Fe2O3). X-Ray pattern confirmed the presence of hematite and magnetite with high degree of crystallinity. The analysis of the hyperfine parameters of Mössbauer spectra showed the presence of maghemite in phase mixture with magnetite, in addition, was possible to identify the presence of nanoparticles of hematite in superparamagnetic state. SEM images showed that the increase of impregnation ratio causes a reduction on the surface cracks of the MACs. pHpzc values showed that the materials have acidic characteristics and that the acidity increases with the increase of impregnation ratio. The adsorption studies of the food dye Sunset Yellow onto MAC1 showed that the Elovich model was satisfactory to describe the experimental data in low initial concentration; however, with the increasing of the concentration, the pseudo-second order model was best fitted. Equilibrium studies of adsorption indicated that the Langmuir model is more adequate to describe the process, presenting a monolayer adsorption capacity of 22.3 mg g-1. The Dubinin-Radushkevich model showed that the chemisorption contributes significantly in the adsorption process
publishDate 2014
dc.date.none.fl_str_mv 2014
2018-08-24T13:40:07Z
2018-08-24T13:40:07Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv CAZETTA, André Luiz. Síntese e caracterização de carvões ativados magnéticos (CAMs) da casca do coco (Cocos nucifera) : estudos de adsorção do corante amarelo crepúsculo. 2014. vii, 77 f. Dissertação (mestrado em Química) - Universidade Estadual de Maringá, Maringá, 2014.
http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/4719
identifier_str_mv CAZETTA, André Luiz. Síntese e caracterização de carvões ativados magnéticos (CAMs) da casca do coco (Cocos nucifera) : estudos de adsorção do corante amarelo crepúsculo. 2014. vii, 77 f. Dissertação (mestrado em Química) - Universidade Estadual de Maringá, Maringá, 2014.
url http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/4719
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual de Maringá
Brasil
Departamento de Química
Programa de Pós-Graduação em Química
Maringá, PR
Centro de Ciências Exatas
publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual de Maringá
Brasil
Departamento de Química
Programa de Pós-Graduação em Química
Maringá, PR
Centro de Ciências Exatas
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
instname:Universidade Estadual de Maringá (UEM)
instacron:UEM
instname_str Universidade Estadual de Maringá (UEM)
instacron_str UEM
institution UEM
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
collection Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM) - Universidade Estadual de Maringá (UEM)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1813258634948247552