Potencial e cinética de adsorção de cromo hexavalente por fibra de coco in natura (Cocos nucifera) : Potential and adsorption kinetics of hexavalent chromium by raw coconut Fiber (Cocos nucifera)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Franguelli, Fernanda Paiva, 1991-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634327
Resumo: Orientador: Katia Tannous
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Os ensaios experimentais de adsorção foram realizados em batelada sob temperatura ambiente (24 oC ± 1 oC), cujos efeitos de pH (1,0-7,0), concentração de adsorvente (2 g/L - 12 g/L), tempo de contato (5 min - 300 min) e concentração inicial de metal (25 mg/L - 250 mg/L) foram avaliados. O diâmetro da partícula entre duas peneiras consecutivas (359 µm) e velocidade de agitação do sistema (250 rpm) foram mantidos constantes. As condições ótimas estabelecidas para a adsorção do Cr (VI) pela fibra de coco in natura foram de pH 2, tempo de contato de 270 min e 10 g de adsorvente/L de solução. A eficiência de remoção para as soluções aquosas sintéticas de Cr (VI), nas concentrações de 25-50 mg/L, foi de 99,2%. A capacidade máxima de adsorção encontrada experimentalmente foi de 18,60 mg/g, sendo este valor coerente com os apontamentos da literatura. No entanto, a remoção diminuiu de 96,3% para 74,4% quando as soluções de Cr (VI) variaram de 100 mg/L para 250 mg/L. Os ajustes dos modelos cinéticos e isotérmicos pela regressão não-linear foram mais adequados para descrever os mecanismos associados à adsorção. A cinética de adsorção apresentou um bom ajuste para os modelos de pseudossegunda ordem nas concentrações de Cr (VI) de 25-50 mg/L com R² > 0,995 e baixos valores de 'qui'² (<0,02 mg/g), MPSD (<1,95%), ERM (<0,044%) e ERMA (<1,55%). Para as concentrações acima de 100 mg/L o modelo de Elovich foi o de melhor ajuste com R² > 0,996, 'qui'² <0,10 mg/g, MPSD <2,48%, ERM <0,014% e ERMA <1,710%, os quais sugerem uma adsorção química. A condição de equilíbrio mostrou bons ajustes para a isoterma de Redlich-Peterson R² > 0,997, 'qui'² (0,18 mg/g), MPSD (11,20 %), ERM (-1,33%) e ERMA (5,59%), indicando uma adsorção favorável e recobrimento em monocamada. Em conclusão, pode-se predizer que a fibra de coco apresentou um bom potencial na remoção do Cr (VI) mostrando a sua aplicabilidade na remoção deste metalAbstract: This work aims to evaluate the removal efficiency and adsorption capacity of raw coconut fiber using hexavalent chromium synthetic aqueous solutions based on a real effluent from electroplating industry. The adsorption experimental assays were carried out in batch method under room temperature (24 oC ± 1 oC), which pH effects (1-7), adsorbent dosage (2-12 g/L), contact time (5-300 min), and initial metal concentration (25-250 mg/L) were evaluated. The particle size between two consecutive sieves (359 µm) and agitation speed (250 rpm) were kept constant. The optimum conditions established for Cr (VI) adsorption by raw coconut fiber were pH 2, contact time of 270 min and 10 g of adsorbent dosage/L solution (or 0.5 g of adsorbent/ 50 mL of solution). The removal efficiency of Cr (VI) synthetic aqueous solutions at 25-50 mg/L was 99.2 %. However, the removal decreased from 96.3% to 74.4% when Cr (VI) solutions ranged from 100 mg/L to 250 mg/L. The maximum adsorption capacity found from adsorption tests was 18.60 mg/g, being this value consistent with reports in literature. Upon the adjustment of the isotherms and kinetic models, the nonlinear regression were the most suitable to describe the mechanisms associated with adsorption. The pseudo-second order model was more suitable for describing adsorption kinetics of Cr (VI) at 25-50 mg/L with R² > 0,995 and low 'qui'² (<0.02 mg/g), MPSD (<1.95%), ERM (<0.044%), and ERMA (<1.55%). For Cr (V) solutions above 100 mg/L, the Elovich kinetic model showed better fit with R² > 0.996, 'qui'² < 0.10 mg/g, MPSD < 2.48%, ERM < 0.014%, and ERMA < 1.710%, suggesting a chemisorption process. The equilibrium conditions showed good agreement by Redlich-Peterson isotherm model with R² (0.997), 'qui'² (0.18 mg/g), MPSD (11.20 %), ERM (-1.33 %), and ERMA (5.59 %), indicating a favorable adsorption with monolayer coverage. In conclusion, the coconut fiber exhibited a good potential to remove Cr (VI) from aqueous solutions showing its applicability in chromium removalMestradoEngenharia QuímicaMestra em Engenharia QuímicaCNPQ133856/2017-8CAPES, PROEX0566/2017[s.n.]Tannous, Katia, 1962-Guimarães, José RobertoCantusio Neto, RomeuUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASFranguelli, Fernanda Paiva, 1991-20182018-07-31T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (137 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634327FRANGUELLI, Fernanda Paiva. Potencial e cinética de adsorção de cromo hexavalente por fibra de coco in natura (Cocos nucifera): Potential and adsorption kinetics of hexavalent chromium by raw coconut Fiber (Cocos nucifera). 2018. 1 recurso online (137 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634327. 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