Adsorção dos íons de cobre usando pó da palha da carnaúba e bentonita: estudo cinético, termodinâmico e de equilíbrio

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Silva, Alfredo José Ferreira da
• Orientador(a): Barros Neto, Eduardo Lins de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Adsorção; Cobre; Bentonita; Pó da palha da carnaúba e isotermas
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28093

A toxidade, não biodegradabilidade e a bioacumulação apresentados pelos efluentes industriais contendo metais pesados tem se tornado uma profunda preocupação ambiental. Diante deste fato, já existem várias técnicas de tratamentos com a finalidade de remover os metais pesados dos efluentes industriais, porém elas apresentam algumas desvantagens, tais como, ineficiência no tratamento, alto custo, utilização de produtos químicos no tratamento e problemas com a disposição do lodo formado. A partir desta constatação, tem havido pesquisas com materiais que possam ser utilizados para suprir estas deficiências, apresentando resultados satisfatórios na remoção de metais pesados no tratamento de efluentes industriais. O pó da palha da carnaúba e a bentonita, nas suas formas naturais e modificadas, foram utilizadas como adsorventes, com objetivo de remover o cobre em solução aquosa. Os experimentos foram realizados a partir da avaliação da influência das variáveis pH, tempo de contato, massa do adsorvente, concentração inicial do metal, efeitos de ligantes e co-íons na eficiência de remoção do metal e capacidade de regeneração do adsorvente. A partir dos dados experimentais, foi possível o estudo cinético, termodinâmico e de equilíbrio do processo de adsorção. Foram também realizados análises de FTIR, BET, FRX, DRX e Potencial zeta, com intuito de caracterizar os materiais utilizados no processo de adsorção. No estudo cinético, todos os adsorventes se ajustaram ao modelo cinético de pseudo segunda ordem e observou-se que, de uma maneira geral, os adsorventes utilizados apresentarem uma cinética rápida, em que o pó da palha da carnaúba (PPC), pó da palha da carnaúba tratada com bentonita (PPCTB), bentonita natural (BNAT), bentonita sódica (BSOD) atingiram o tempo de equilíbrio em 5, 25, 100 e 100 minutos, respectivamente. O estudo de equilíbrio mostrou que os dados experimentais dos adsorventes estudados se ajustaram ao modelo de Langmuir. A capacidade máxima de adsorção PPC, PPCTB, BNAT e BSOD foram 8,48, 21,97, 12,92 e 24,51 mg/g, respectivamente. Os estudos mostraram que, apesar dos materiais terem uma baixa área superficial, eles apresentavam outras características positivas, como no caso o PPC e PPCTB que com grupos funcionais (hidroxila e carbonila) promoveram uma maior interação com o cobre, e o BETNAT e BETSOD, devido boa capacidade de troca catiônica. Os parâmetros temodinâmicos obtidos nos experimentos de adsorção mostraram que, para o PPCTB, BNAT, BSOD o processo foi não espontâneo e endotérmico, já para PPC o processo foi espontâneo e exotérmico. No estudo de dessorção e regeneração das bentonitas natural e sódica foram necessários 4 ciclos de adsorção e dessorção. A eficiência de dessorção dos íons cobre usando a argila sódica e a natural foi reduzida do primeiro para o último ciclo de 69,47% para 41,33% e de 48,36% para 22,46%, respectivamente.