Aproveitamento de biomassa residual vegetal e híbridos orgânicos e inorgânicos para a remoção de poluentes orgânicos

• Autor(a) principal: Leite, Anderson José Barcellos
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/190068
• topic: Absorção; Carvão ativado; Pirólise

Esta tese consiste em três artigos científicos, sendo os dois primeiros anexos sobre o preparo, caracterização e aplicação de carvões ativos no tratamento de soluções aquosas com contaminantes orgânicos e o terceiro anexo sobre a aplicação de um adsorvente híbrido de tanino e APTES a remoção de corante vermelho ácido 1. No primeiro artigo (anexo 1), foi produzido um carvão ativo de caroço de abacate (ASAC) sintetizado através do processo de aquecimento por micro-ondas usando ZnCl2como agente ativante. O carvão ASAC foi caracterizado utilizando-se as técnicas analíticas, isotermas de N2, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A área superficial do carvão ASAC foi de 1.432 m2 g – 1. O ASAC preparado foi utilizado para adsorção de resorcinol e 3- aminofenol a partir de soluções aquosas. Modelos cinéticos são pseudo-primeira ordem, pseudo-segundo ordem, e ordem fraccionária Avrami e isotermas (Freundlich, Langmuir, e Liu) foram aplicadas aos dados experimentais de adsorção. Os resultados demonstram capacidade máxima de adsorção para resorcinol (406,9 mg g – 1) e 3- aminofenol (454,5 mg g – 1) a 50 ° C. No segundo artigo (anexo 2), foram preparados carvões ativos de caroço de abacate por pirólise convencional. Com a finalidade de determinar a melhor condição para a produção desses carvões, foi empregado um experimento fatorial completo (DOE) com três pontos centrais variando a temperatura e o tempo de pirólise Os dois fatores avaliados (temperatura e tempo de pirólise) influenciaram fortemente os valores de SBET, volume de poros, razão hidrofobicidade – hidrofilicidade (HI) e grupos funcionais. O carvão ativado produzido apresentou alta área superficial na faixa de 1122-1584 m2 g − 1. A caracterização da superfície revelou que os carbonos ativados por sementes de abacate (ASACs) possuem superfícies hidrofílicas e possuem grupos predominantemente ácidos em suas superfícies. Os ASACs preparados foram empregados na adsorção de 25 compostos orgânicos emergentes, como 10 fármacos e 15 compostos fenólicos que apresentaram altos valores de captação para todos os poluentes emergentes. No terceiro artigo (anexo 3), foram preparados adsorventes híbridos pela reação de tanino com diferentes quantidades de 3- aminopropiltrietoxissilano (APTES). Os materiais foram caracterizados por MEV, TEM, FTIR, CHN, isotermas de adsorção / dessorção de N2 e sorção de vapor (adsorção de água e n-heptano - para determinação da razão hidrofobicidade - hidrofilicidade). Os materiais modificados foram utilizados como adsorventes para a remoção do corante ácido vermelho 1 (AR-1) das soluções. Para os experimentos de adsorção, as melhores condições experimentais foram alcançadas em pH 2,0, tempo de contato de 8 h e a 50 ° C. Os dados de adsorção cinética e de equilíbrio foram bem representados pela isoterma de Liu e Modelos cinéticos de ordem geral, respectivamente. A capacidade máxima de adsorção de 418,3 mg g − 1 foi obtida em 50 0 C para um material tanino-APTES com proporção de 1: 1 (Tan-Ap-1.0). Com base em dados experimentais, verificou-se que interações eletrostáticas e ligações de hidrogênio entre o adsorvente e o corante AR-1 desempenharam o papel mais importante no processo de adsorção.