Síntese de compósitos MgAl/HDL-biocarvão de ouricuri para aplicação na remoção de poluentes emergentes
Ano de defesa: | 2019 |
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Universidade Federal de Alagoas
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Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
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Palavras-chave em Português: | |
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Link de acesso: | http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/4792 |
Resumo: | Os poluentes emergentes são contaminantes em que seu recente destaque vem causando diversas preocupações devido a seus efeitos ao ecossistema e a saúde humana. Esses contaminantes abrangem grupos diversificados de compostos e estão presentes em diversos produtos, como a cafeína e o diclofenaco de sódio Estudos sobre a utilização do processo de adsorção para remoção desses tipos de contaminantes têm sido bastante evidenciados. A utilização dos hidróxidos duplo lamelares (HDLs) suportados em biocarvão tem tido resultados promissores como adsorventes. No presente trabalho foi produzido, através da pirólise, o biocarvão de ouricuri (Syagrus coronata), realizado a síntese do MgAl/HDL, pelo método de co-precipitação e efetuado a formação do compósito MgAl/HDL-biocarvão com o objetivo de analisar o potencial como agentes adsorventes para remoção de poluentes emergentes como a cafeína e o diclofenaco de sódio. O estudo de adsorção comprovou que o MgAl/HDL e o compósito MgAl/HDL-biocarvão tiveram afinidade na adsorção de diclofenaco de sódio obtendo remoção na ordem de 82%. Para a cafeína, nenhum dos adsorventes se mostraram promissor. Foram avaliados os modelos de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem, para o estudo cinético, e os modelos de Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson e Sips para as isotermas de adsorção. E demostraram que para a cinética de adsorção, o mecanismo predominante é a fisissorção para baixas concentrações. Enquanto que, com o aumento da concentração a adsorção tende a ser mais complexa e que a quimissorção é predominante no processo. Para a isoterma, o modelo que melhor se adequou foi Sips e ele previu que a capacidade máxima de adsorção seria de 168 mg de diclofenaco de sódio a cada 1 grama do compósito MgAl/HDL-biocarvão que obteve melhor desempenho quando comparados com outros adsorventes. Os modelos foram avaliados pelos parâmetros estatísticos de coeficiente de correlação linear (R2), Erro médio relativo (ARE), critério de informação de Akaike (AIC) para determinação do melhor ajuste. Pelas análises de caracterização, termogravimétricas (TGA e DrTGA), adsorção de nitrogênio pelo método Brunauer, Emmett e Teller (BET), Espectroscopia de Fluorescência de Raios X por Energia Dispersiva (EDX), Difração de Raios X de Pós (XRPD) e Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), foi confirmada a formação do HDL contendo cátions de magnésio e alumínio nas lamelas intercalado com ânion cloreto. |
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Esses contaminantes abrangem grupos diversificados de compostos e estão presentes em diversos produtos, como a cafeína e o diclofenaco de sódio Estudos sobre a utilização do processo de adsorção para remoção desses tipos de contaminantes têm sido bastante evidenciados. A utilização dos hidróxidos duplo lamelares (HDLs) suportados em biocarvão tem tido resultados promissores como adsorventes. No presente trabalho foi produzido, através da pirólise, o biocarvão de ouricuri (Syagrus coronata), realizado a síntese do MgAl/HDL, pelo método de co-precipitação e efetuado a formação do compósito MgAl/HDL-biocarvão com o objetivo de analisar o potencial como agentes adsorventes para remoção de poluentes emergentes como a cafeína e o diclofenaco de sódio. O estudo de adsorção comprovou que o MgAl/HDL e o compósito MgAl/HDL-biocarvão tiveram afinidade na adsorção de diclofenaco de sódio obtendo remoção na ordem de 82%. Para a cafeína, nenhum dos adsorventes se mostraram promissor. Foram avaliados os modelos de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem, para o estudo cinético, e os modelos de Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson e Sips para as isotermas de adsorção. E demostraram que para a cinética de adsorção, o mecanismo predominante é a fisissorção para baixas concentrações. Enquanto que, com o aumento da concentração a adsorção tende a ser mais complexa e que a quimissorção é predominante no processo. Para a isoterma, o modelo que melhor se adequou foi Sips e ele previu que a capacidade máxima de adsorção seria de 168 mg de diclofenaco de sódio a cada 1 grama do compósito MgAl/HDL-biocarvão que obteve melhor desempenho quando comparados com outros adsorventes. Os modelos foram avaliados pelos parâmetros estatísticos de coeficiente de correlação linear (R2), Erro médio relativo (ARE), critério de informação de Akaike (AIC) para determinação do melhor ajuste. Pelas análises de caracterização, termogravimétricas (TGA e DrTGA), adsorção de nitrogênio pelo método Brunauer, Emmett e Teller (BET), Espectroscopia de Fluorescência de Raios X por Energia Dispersiva (EDX), Difração de Raios X de Pós (XRPD) e Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), foi confirmada a formação do HDL contendo cátions de magnésio e alumínio nas lamelas intercalado com ânion cloreto.Emerging pollutants are contaminants in which their recent prominence has been causing various concerns due to their effects on the ecosystem and human health. These contaminants encompass diverse groups of compounds and are present in several products, such as caffeine and diclofenac sodium. Studies on the use of the adsorption process to remove these types of contaminants have been well evidenced. The use of biochar supported lamellar double hydroxides (LDHs) has had promising results as adsorbents. In the present work, the biofilm of ouricuri (Syagrus coronata), produced by the MgAl/LDH synthesis, was produced by pyrolysis by the co-precipitation method and the formation of the MgAl/LDH-biochar composite was performed with the objective of analyzing the as adsorbent agents for the removal of emerging pollutants such as caffeine and diclofenac sodium. The adsorption study showed that MgAl/LDH and the MgAl/LDH-biochar composite had an affinity for sodium diclofenac adsorption, obtaining removal approximately 82%. For caffeine, none of the adsorbents was promising. The models of pseudo-first and pseudo-second order, for the kinetic study, and the Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson and Sips models for the adsorption isotherms were evaluated. Moreover, they showed that for adsorption kinetics, the predominant mechanism is physisorption at low concentrations. While, with increasing concentration the adsorption tends to be more complex and that the chemisorption is predominant in the process. For the isotherm, the best suited model was Sips and he predicted that the maximum adsorption capacity would be 168 mg diclofenac sodium per 1 grams of the MgAl/LDH-biochar composite that obtained better performance when compared with other adsorbents. The models were evaluated by the statistical parameters of linear correlation coefficient (R2), relative mean error (AER), Akaike information criterion (AIC) to determine the best fit. For characterization, thermogravimetric analyzes (TGA and DrTGA), nitrogen adsorption by the Brunauer, Emmett and Teller method (BET), Dispersive Energy X-Ray Fluorescence Spectroscopy (EDX), X-ray diffraction (XRPD) and Spectroscopy of Fourier Transform Infrared (FTIR), the formation of LDH containing magnesium and aluminum cations in the lamellae interspersed with chloride anion was confirmed.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de AlagoasPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUFBABrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAHidróxido duplo lamelarBiocarvãoAdsorçãoPoluentes emergentesDiclofenaco de sódioLamellar double HydroxideBiocharAdsorptionEmergent pollutantsDiclofenac sodiumSíntese de compósitos MgAl/HDL-biocarvão de ouricuri para aplicação na remoção de poluentes emergentesSynthesis of MgAl / HDL- ouricuri biochar composites for emerging pollutants removalinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instname:Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instacron:UFALORIGINALSíntese de compósitos MgAl/HDL-biocarvão de ouricuri para aplicação na remoção de poluentes emergentes.pdfSíntese de compósitos MgAl/HDL-biocarvão de ouricuri para aplicação na remoção de poluentes emergentes.pdfSíntese de compósitos MgAl/HDL-biocarvão de ouricuri para aplicação na remoção de poluentes emergentesapplication/pdf3479761http://www.repositorio.ufal.br/jspui/bitstream/riufal/4792/1/S%c3%adntese%20de%20comp%c3%b3sitos%20MgAl/HDL-biocarv%c3%a3o%20de%20ouricuri%20para%20aplica%c3%a7%c3%a3o%20na%20%20remo%c3%a7%c3%a3o%20de%20poluentes%20emergentes.pdfedf325288820e57065be03898c40ce02MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81866http://www.repositorio.ufal.br/jspui/bitstream/riufal/4792/2/license.txt43cd690d6a359e86c1fe3d5b7cba0c9bMD52riufal/47922019-04-01 15:07:18.549oai:www.repositorio.ufal.br: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ório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufal.br/oai/requestri@sibi.ufal.bropendoar:46482019-04-01T15:07:18Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) - Universidade Federal de Alagoas (UFAL)false |
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