Resíduos da indústria de beneficiamento de castanha de caju anarcadium occidentale l. como adsorvente de cromo (vi) em solução aquosa
Ano de defesa: | 2021 |
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Instituição de defesa: |
Universidade Federal Rural do Semi-Árido
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Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
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Centro de Ciências Exatas e Naturais - CCEN
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/6816 |
Resumo: | O aumento na contaminação dos ambientes aquáticos por metais tóxicos no meio ambiente tem como principais causas o descarte e o tratamento inadequado dos efluentes industriais. O cromo é um metal que se destaca devido suas diversas aplicações industriais, no entanto, por apresentar um alto grau de toxidade, faz-se necessário tratar o efluente contaminado por cromo, antes do descarte. Várias tecnologias vêm sendo utilizadas na remoção de metais tóxicos de efluentes, dentre estas, a adsorção é considerada promissora, principalmente pela capacidade de remover poluentes em baixas concentrações e a possibilidade de utilizar materiais naturais como adsorventes. A casca da castanha de caju está entre os resíduos agrícolas mais versáteis, principalmente por ser um material renovável de base biológica. Dessa forma o trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de adsorção da casca de castanha de caju para uso no tratamento de efluentes contendo cromo (VI). Os bioadsorventes foram obtidos a partir da casca da castanha de caju in natura (CN) e da casca de castanha de caju beneficiada (CB). As técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-x (DRX), ponto de carga zero (PCZ), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e determinação dos grupos funcionais pelo método Boehm foram utilizadas para caracterizar os adsorventes. Os experimentos de adsorção em banho finito avaliaram a influência do pH, a cinética e a termodinâmica de adsorção. A capacidade máxima de adsorção de Cr (VI), obtida pelo modelo de Langmuir, foi de 236,67 mg/g para o adsorvente CB, e de 221,97 mg/g para o adsorvente CN, para uma concentração de adsorvente de 4 g.L-1, a um pH 1,0, temperatura de 38°C e tempo de contato de 3 h. Os modelos cinéticos de adsorção foram ajustados aos dados experimentais, sendo o modelo de Elovich o que melhor descreveu a cinética de adsorção de ambos os adsorventes, caracterizando uma quimissorção. Os modelos de isotermas foram ajustados aos dados de equilíbrio de adsorção, sendo avaliados quanto ao melhor ajuste pelo critério de informação de Akaike. Os resultados foram mais bem descritos pelos modelos de isotermas de Langmuir e Sips nas diferentes temperaturas. O estudo termodinâmico indicou um processo de adsorção espontâneo e endotérmico. Verificou-se também que o processo de adsorção de Cr (VI) nos adsorventes foi favorecido pelo aumento da temperatura. Os resultados mostraram que a casca de castanha de caju tem grande potencial para ser utilizada como adsorvente para a remoção de cromo (VI) |
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Carvalho, Simone Cristina Freitas deLeite, Ricardo Henrique de Limahttp://lattes.cnpq.br/3801476460958779Santos, Francisco Klebson Gomes doshttp://lattes.cnpq.br/0273000754120Silva, Francisco Wilton Miranda dahttp://lattes.cnpq.br/5690952601695029Gomes, Diego Ângelo de Araújohttp://lattes.cnpq.br/1122632660553343http://lattes.cnpq.br/43531442329874362021-12-15T21:46:55Z2021-09-062021-12-15T21:46:55Z2021-08-31Carvalho (2021) (CARVALHO, 2021)https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/6816O aumento na contaminação dos ambientes aquáticos por metais tóxicos no meio ambiente tem como principais causas o descarte e o tratamento inadequado dos efluentes industriais. O cromo é um metal que se destaca devido suas diversas aplicações industriais, no entanto, por apresentar um alto grau de toxidade, faz-se necessário tratar o efluente contaminado por cromo, antes do descarte. Várias tecnologias vêm sendo utilizadas na remoção de metais tóxicos de efluentes, dentre estas, a adsorção é considerada promissora, principalmente pela capacidade de remover poluentes em baixas concentrações e a possibilidade de utilizar materiais naturais como adsorventes. A casca da castanha de caju está entre os resíduos agrícolas mais versáteis, principalmente por ser um material renovável de base biológica. Dessa forma o trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de adsorção da casca de castanha de caju para uso no tratamento de efluentes contendo cromo (VI). Os bioadsorventes foram obtidos a partir da casca da castanha de caju in natura (CN) e da casca de castanha de caju beneficiada (CB). As técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-x (DRX), ponto de carga zero (PCZ), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e determinação dos grupos funcionais pelo método Boehm foram utilizadas para caracterizar os adsorventes. Os experimentos de adsorção em banho finito avaliaram a influência do pH, a cinética e a termodinâmica de adsorção. A capacidade máxima de adsorção de Cr (VI), obtida pelo modelo de Langmuir, foi de 236,67 mg/g para o adsorvente CB, e de 221,97 mg/g para o adsorvente CN, para uma concentração de adsorvente de 4 g.L-1, a um pH 1,0, temperatura de 38°C e tempo de contato de 3 h. Os modelos cinéticos de adsorção foram ajustados aos dados experimentais, sendo o modelo de Elovich o que melhor descreveu a cinética de adsorção de ambos os adsorventes, caracterizando uma quimissorção. Os modelos de isotermas foram ajustados aos dados de equilíbrio de adsorção, sendo avaliados quanto ao melhor ajuste pelo critério de informação de Akaike. Os resultados foram mais bem descritos pelos modelos de isotermas de Langmuir e Sips nas diferentes temperaturas. O estudo termodinâmico indicou um processo de adsorção espontâneo e endotérmico. Verificou-se também que o processo de adsorção de Cr (VI) nos adsorventes foi favorecido pelo aumento da temperatura. Os resultados mostraram que a casca de castanha de caju tem grande potencial para ser utilizada como adsorvente para a remoção de cromo (VI)The increase in contamination of aquatic environments by toxic metals has as its main causes the disposal and inadequate treatment of industrial effluents. Chromium is a metal that stands out due to its various industrial applications, however, as it presents a high degree of toxicity, it is necessary to treat the effluent contaminated by chromium, before disposal. Several technologies have been used in the removal of toxic metals from effluents, among them; adsorption is considered promising, mainly due to the ability to remove pollutants in low concentrations and the possibility of using natural materials as adsorbents. The cashew nut shell is among the most versatile agricultural waste, mainly because it is a bio-based renewable material. Thus, the work aimed to evaluate the potential for adsorption of cashew nuts for use in the treatment of effluents containing chromium (VI). The bio adsorbents were obtained from the raw cashew nut shell (CN) and the processed cashew nut shell (CB). The techniques of scanning electron microscopy (SEM), x-ray diffraction (XRD), zero charge point (ZCP), Fourier transform infrared spectrometry (FTIR) and determination of functional groups by the Boehm method were used to characterize the adsorbents. The finite bath adsorption experiments evaluated the influence of pH, adsorption kinetics and thermodynamics. The maximum adsorption capacity of Cr (VI), obtained by the Langmuir model, was 236.67 mg/g for the CB adsorbent, and 221.97 mg/g for the CN adsorbent, for an adsorbent concentration of 4 g.L-1, at a pH of 1.0, a temperature of 38°C and a contact time of 3 h. The adsorption kinetics models were fitted to the experimental data, the Elovich model being the one that best described the adsorption kinetics of both adsorbents, characterizing chemisorption. The isotherm models were fitted to the adsorption equilibrium data, being evaluated for the best fit by the Akaike information criterion. The results were better described by the Langmuir and Sips isotherm models at different temperatures. The thermodynamic study indicated a spontaneous and endothermic adsorption process. It was also found that the process of adsorption of Cr (VI) in the adsorbents was favored by the increase in temperature. The results showed that the cashew nut shell has great potential to be used as adsorbent for the removal of chromium (VI)Trabalho não financiado por agência de fomento, ou autofinanciadoporUniversidade Federal Rural do Semi-ÁridoPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisUFERSABrasilCentro de Ciências Exatas e Naturais - CCENCARVALHO, Simone Cristina Freitas de. Resíduos da indústria de beneficiamento de castanha de caju anarcadium occidentale l. como adsorvente de cromo (vi) em solução aquosa. 2021. 109 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais), Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, 2021.https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.pt_BRCC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICACromo hexavalenteCasca de castanha de cajuAdsorçãoHexavalent chromiumCashew nut shellAdsorptionResíduos da indústria de beneficiamento de castanha de caju anarcadium occidentale l. como adsorvente de cromo (vi) em solução aquosainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFERSAinstname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)instacron:UFERSATEXTSimoneCFC_DISSERT.pdf.txtSimoneCFC_DISSERT.pdf.txtExtracted texttext/plain210886https://repositorio.ufersa.edu.br//bitstream/prefix/6816/3/SimoneCFC_DISSERT.pdf.txt060038388e712e826aa83b5f7133cf5dMD53THUMBNAILSimoneCFC_DISSERT.pdf.jpgSimoneCFC_DISSERT.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1282https://repositorio.ufersa.edu.br//bitstream/prefix/6816/4/SimoneCFC_DISSERT.pdf.jpg96b1c36d9442a6a2a9930e118678ee47MD54CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufersa.edu.br//bitstream/prefix/6816/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52ORIGINALSimoneCFC_DISSERT.pdfSimoneCFC_DISSERT.pdfapplication/pdf2260954https://repositorio.ufersa.edu.br//bitstream/prefix/6816/1/SimoneCFC_DISSERT.pdf306e3b9e727093c48e20cf841af9cb20MD51prefix/68162022-08-01 12:55:49.115oai:repositorio.ufersa.edu.br:prefix/6816Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufersa.edu.br/PUBhttp://bdtd.ufersa.edu.br/oai/requestdirecaosisbi@ufersa.edu.br|| direcaosisbi@ufersa.edu.bropendoar:2022-08-01T15:55:49Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFERSA - Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)false |
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