[pt] A presença de boro nas águas em geral tem se incrementado de forma contínua e paralela ao desenvolvimento industrial. Da mesma forma, os efeitos prejudiciais aos organismos vivos tem aumentado, especialmente sobre as plantas onde a faixa entre a deficiência e a toxicidade é muito curta. No presente trabalho foi investigado o efeito das diferentes variáveis de operação, na cinética e na termodinâmica de um processo de adsorção de boro com MgO a partir de águas e efluentes gerados na produção de petróleo. Os resultados obtidos mostram que o processo de adsorção é viável, e alcança eficiências em torno de 80% (em pH = 10; concentração de MgO-500 = 40 g.L(-1) (área superficial = 1259 m2), temperatura = 25oC, agitação =150 rpm e tempo = 60 min.). O processo é fortemente influenciado pelo pH, e também pela área superficial (tamanho de partícula) do adsorvente, concentração inicial do boro, salinidade da solução, e pela a presença de outros íons na solução. A temperatura também tem um efeito positivo no processo. A remoção de boro com MgO foi quantitativamente avaliada usando isotermas de adsorção.. Verificou-se que o processo se ajusta melhor à isoterma de Freundlich. A constante da isoterma de Freundlich, Kad (mg.g(-1)) = 0,57 foi maior em comparação a outras Kad obtidas na adsorção de boro com outros adsorventes. Finalmente, os parâmetros cinéticos e termodinâmicos do processo calculados indicam que o processo acontece de forma espontânea e é cineticamente bem representado por um modelo de pseudo segunda ordem. / [en] The presence of boron in waters has increased continually and in parallel to the industrial development. And also, the harmful effects to the organisms and living creatures has increased as well, especially on plants, where the gap between the deficiency and the toxicity is very short. In the present work it was investigated the effects of different operating variables in, the kinetics and in the thermodynamics of a process of boron adsorption with MgO from wastewaters generated in the production of oil. The results show that the adsorption process is feasible, and reaches efficiencies around 80%, in the following conditions: pH = 10; MgO-500 concentration = 40 g.L(-1) (surface area: 1259 m2); temperature: = 25oC; stirring = 150 rpm and time = 60 min. The process is strongly influenced by pH, and also by the superficial adsorbent area (particle size), initial concentration of boron, salinity of the solution, and the presence of others ions in the solution. The temperature also has a positive effect in the process. The removal of boron with MgO was evaluated quantitatively using adsorption isotherms. It was shown that the process is better adjusted by the Freundlich isotherm. The constant of the Freundlich isotherm, Kad (mg.g(-1)) = 0,57 was bigger in comparison to other Kad gotten in the adsorption of boron with other adsorbents. Finally, the kinetic and thermodynamic parameters of the process indicate that the process is spontaneous, and is kinetically well represented by a pseudo second-order model.

[pt] A maioria dos estudos envolvendo adsorção de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) é realizada em solos de regiões de clima frio. Como em países tropicais as características dos processos pedológicos e os solos resultantes são diferentes há necessidade desses estudos em solos brasileiros. Com esse objetivo, este trabalho estudou a adsorção de pireno em sete categorias representativas de solos brasileiros: Argissolo, Latossolo Amarelo, Latossolo Vermelho acriférrico, Latossolo Vermelho Amarelo distrófico, Neossolo Quartzarênico, Organossolo e Vertissolo. Foram realizados ensaios de adsorção usando massa de amostra dos solos de 2,5 g e 5,0 g. Para todas as categorias de solos estudados observou-se diferentes tempos de equilíbrio tanto nos estudos feitos com 2,5 g de solo quanto naqueles com 5,0 g. Nos experimentos realizados com a menor massa (2,5 g), observou-se que os perfis das curvas de adsorção para o Latossolo Vermelho acriférrico e para o Vertissolo apresentaram diferenças significativas sugerindo maiores competições pelos sítios de sorção. Para as demais categorias não foi observada diferença significativa no perfil das curvas de adsorção. Verificou-se ainda que não foi somente o teor de matéria orgânica responsável pelo equilíbrio do processo de adsorção como esperado. A presença de argilas expansivas pode ter contribuição para o aumento da quantidade de pireno adsorvida no solo (Q), como foi verificado para o Vertissolo. Foi observado que as categorias de solos estudadas apresentam características físico-químicas e Koc muito diferentes indicando que o processo de adsorção de pireno nestes solos não pode ser considerado como um modelo único. Neste trabalho o processo de adsorção de pireno foi descrito pelas isotermas de Langmuir (Argissolo e Latossolo Vermelho acriférrico), de Langmuir com linearização (Latossolo Vermelho Amarelo distrófico), de BET (Neossolo Quartzarênico) e isoterma linear (Vertissolo). Os resultados obtidos para o Latossolo Amarelo não se ajustam aos modelos de isotermas testados. / [en] Since most of the studies that involve polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) adsorption in soils are make in regions of temperate or cold climate. In tropical countries, the characteristics of the pedological processes and the resultant soils are quite different there is the necessity of working on new studies in the Brazilian soils. In this dissertation, the pyrene adsorption in seven differents Brazilian soils was studied: Clays soils, Yellow Latosoil, Red Anionic Latosoil, Red Yellow Latosoil, Neosoil Quartzarenic, Organic soil and Vertisoil. Two groups of adsorption tests were carried out, in the first one we used samples of 2.5g of soil and in the second one the soil mass was increased to 5.0g. To all soils, it was possible to observe that, when the initial mass of soil was changed, different times of reaction were needed so that the sorption process could reach the thermodynamic equilibrium. And yet because of this bigger competition, the profile of the Red Anionic Latosoil and Vertisoil curves, obtained by the usage of different pyrene/soil relations, presented meaningful differences when compared. The presence of the swelling clays may contribute to the increase of the quantity of pyrene adsorpted in the soil (Q), such as happened in the Vertisoil. In this work, was found the Langmuir`s isotherms to Clays soils and Red Yellow Latosoil, BET to Neosoil Quartzarenic and linear isotherm to Vertisoil.

[pt] O uso de surfactantes zwitteriônicos em métodos de recuperação avançada de petróleo é um tema atual, devido ao potencial de aplicação em reservatórios do Présal. No entanto, há a possibilidade destes sofrerem o processo de adsorção na superfície das rochas do reservatório, o que pode tornar a injeção destas substâncias inviável economicamente. O objetivo deste trabalho foi investigar a adsorção estática do surfactante cocoamidopropil betaína (CAPB) na superfície de uma rocha análoga do Pré-sal (travertino), em fluídos de diferentes salinidades. Inicialmente, realizou-se a determinação da concentração micelar crítica do surfactante, assim como da área superficial, composição e morfologia da rocha, e o potencial zeta em solução. A partir destes resultados, foi desenvolvido um procedimento para obter as isotermas de adsorção do CAPB sobre a superfície do travertino, à temperatura de 30 graus C e utilizando como fase aquosa soluções micelares preparadas em diferentes salmouras. Os resultados indicaram que a adsorção do surfactante aumentou com o aumento na salinidade. Os dados experimentais foram ajustados para os modelos clássicos de isotermas e o melhor ajuste foi obtido com o modelo de Langmuir. Para uma melhor compreensão do mecanismo de adsorção e do efeito da salinidade, foram realizadas simulações de especiação de superfície no software PHREEQC. Os resultados sugerem que a adsorção é superior nos cenários onde há maior quantidade de sítios superficiais resultantes da adsorção iônica dos íons determinantes de potencial (PDI). A partir destes resultados, pode-se concluir que a adsorção do CAPB é governada pela composição iônica do meio e pelo impacto desses íons na especiação química da superfície da rocha de travertino. / [en] The use of zwitterionic surfactants in advanced oil recovery methods is a current topic, due to its potential application in pre-salt reservoirs. However, there is a possibility that they may adsorb on the surface of the reservoir rocks, which can make the injection of these substances economically unfeasible. The objective of this work was to investigate the static adsorption of the surfactant cocoamidopropyl betaine (CAPB) on the surface of a pre-salt analogous rock (travertine), in fluids of different salinity. Initially, the critical micelle concentration of the surfactant was determined, as well as the surface area, composition and morphology of the rock, and its zeta potential in solution. From these results, a procedure was developed to obtain the isotherms of CAPB adsorption on the travertine surface, at a temperature of 30 degrees C while using micellar solutions prepared in different brines. The results indicated that surfactant increased with salinity. The experimental data were fitted to the classical isotherm models and the best fit was obtained with the Langmuir model. For a better understanding of the adsorption mechanism and the salinity effect, surface speciation simulations were performed in the PHREEQC software. The results suggest that the adsorption is superior in scenarios where there is a greater amount of surface sites resulting from the ionic adsorption of potential determining ions (PDI). From these results, it can be concluded that CAPB adsorption is governed by the ionic composition of the medium and by the impact of these ions on the chemical speciation of the travertine rock surface.

[pt] Nas últimas décadas a demanda por elementos terras raras (ETRs) cresceu consideravelmente devido a sua importância estratégica. Os ETRs são amplamente utilizados em diferentes setores, tais como, medicina, engenharia química, eletrônica e fabricação de computadores. Entre os ETRs, está o Neodímio, que é um dos metais mais valiosos utilizados em ligas, componentes eletrônicos e filtros ópticos. A necessidade da alta pureza dessas espécies requer a separação seletiva, e entre os métodos disponíveis, a adsorção ganhou maior atenção devido à sua simplicidade, alta eficiência e baixo custo. Neste trabalho foi avaliado o argilomineral palygorskita como potencial sorvente para remoção de Nd (III) de soluções aquosas através de ensaios em batelada. Para este propósito, a amostra proveniente da região de Guadalupe (Piauí) foi beneficiada e estudada a composição química e mineralógica com o intuito de utilizar no processo adsortivo a amostra com maior grau de pureza. A composição química apresenta teores de óxidos, sendo os principais, SiO2, Al2O3 e MgO corroborando a presença de palygorskita na amostra. Os estudos de potencial zeta apontam que o argilomineral apresenta carga superficial negativa em toda faixa de pH, além disso, a elevada área superficial de 118 metros quadrados por grama justificam a aplicação como adsorvedor de cátions. Diferentes tipos de isotermas de adsorção e modelos cinéticos foram utilizados para descrever o comportamento do Nd (III) na adsorção e os resultados experimentais que melhor se ajustaram são referentes ao modelo de Langmuir, e a capacidade máxima de captação foi de 15,39 mg/L avaliada em pH 5. A cinética de adsorção para o Nd (III) foi modelada pela equação de pseudo segunda ordem. A adsorção foi encontrada e sugere-se que o processo é endotérmico e espontâneo (delta H igual 17,12 KJ/mol; delta G igual -26,3 KJ/mol) em relação aos parâmetros termodinâmicos obtidos. Os resultados gerais sugerem que este adsorvente demonstrou ser um potencial sorvente para separação de Nd(III) a partir de soluções aquosas. / [en] In recent decades, the rare-earth elements (REEs) demand has considerably grown because of its strategic importance. REEs are widely used in different high-tech sectors such as nuclear power, metallurgy, medicine, chemical engineering, electronics and computer manufacturing. Among REEs, is Neodymium, which is one of the most valuable metals used in alloys, electronic components and optical filters. The need for the high purity of these species requires selective separation, between the available methods, adsorption has earned greater attention due to its simplicity, high efficiency and low cost. The removal of metal ions is a complex task due to the high cost of treatment methods. Contributed to the intensification of research for low-cost adsorbent materials, reusable alternatives were added to the adsorption process. In this work was evaluated the clay mineral palygorskite as a sorbent potential for Nd (III) removal from aqueous solutions by batch trials. For this purpose, the sample from Guadalupe (Piauí) was benefited and the composition of the chemical and mineralogical was studied in order to use the sample with the highest purity in the adsorptive process. The samples were found to be essentially composed of palygorskite, kaolinite, quartz and diaspore. The chemical composition presents oxide contents, the main ones being SiO2, Al2O3 and MgO, corroborating the presence of palygorskite in the sample. Zeta Potential studies point out that the clay mineral has a negative surface charge in the whole pH range, in addition, the high surface area of 118.43 square meter per gram justifies the cation adsorber application. Different types of adsorption isotherms and kinetics models were used to describe the behavior of Nd (III) in adsorption and the best experimental results set refer to the Langmuir model and pseudo second order model, respectively, with the maximum uptake capacity was 15.39 mg/L evaluated at pH 5. Adsorption was found as an endothermic and spontaneous process ( delta H equal 17.12 KJ/mol; delta G equal -26.3 KJ/mol) in relation to thermodynamic parameters obtained. Overall results suggest that this adsorbent has been shown to be a potential sorbent for enrichment and separation of Nd (III) from aqueous solutions.

[pt] A celulose é um biopolímero abundante, renovável e altamente biodegradável com produção no Brasil de aproximadamente 20 milhões de toneladas em 2017. A obtenção de nanocelulose a partir de diversas fontes e sua utilização em uma variedade de aplicações tem sido objeto de uma grande quantidade de pesquisas, visto suas propriedades diferenciadas e possibilidade de modificações, a partir de reações com outras substâncias orgânicas e inorgânicas. Entre as potenciais aplicações que a nanocelulose apresenta está o tratamento de água e efluentes, por processos como separação por membranas, troca iônica e adsorção. O principal processo de obtenção de nano cristais de celulose é a hidrólise ácida da região amorfa, restando em sua maior parte as regiões cristalinas. Os procedimentos mais aplicados para a produção de nano cristais de celulose consistem na reação de material celulósico puro com ácidos fortes com temperatura, agitação e tempo controlados. A nanocelulose cristalina (CNC) foi obtida através de hidrólise ácida com ácido sulfúrico (40 por cento) e então modificada com ácido cítrico (1,2M), CNC-Mod, para posterior caracterização e ensaio de adsorção de cátions metálicos. As amostras produzidas foram caracterizadas por técnicas como MEV-EDS, AFM, DRX, FTIR e TGA. Soluções de nitrato de cobalto (Co(NO3)2), cloreto de sódio (NaCl) e cloreto de mercúrio (HgCl2) foram colocadas em contato com amostras de celulose, CNC e CNC-Mod por um tempo máximo de 3h sendo o sólido e o sobrenadante separados. As amostras sólidas obtidas no processo de adsorção foram então submetidas a análises como DRX, MEV-EDS e TGA. Enquanto os sobrenadantes foram analisados por ICP-OES, os resultados indicam a ocorrência de adsorção para todas as amostras e cátions metálicos. / [en] Cellulose is an abundant, renewable and highly biodegradable biopolymer with production in Brazil of approximately 20 million tons in 2017. Obtaining nano-cellulose from different sources and using it in a variety of applications has been the subject of a great amount of research, given its differentiated properties and the possibility of modifications, based on reactions with other organic and inorganic substances. Among the potential applications that nanocellulose presents is the water and wastewater treatment, by processes such as membrane separation, ion exchange and adsorption. The main process for obtaining cellulose nanocrystals is the acid hydrolysis of the amorphous region, remaining more crystalline regions. The most applied production procedures for cellulose nanocrystals consist of the reaction of pure cellulosic material with strong acids with controlled temperature, stirring and time. The crystalline nano-cellulose (CNC) was obtained through acid hydrolysis with sulfuric acid (40 percent) and then modified with citric acid (1.2M), CNC-Mod, for further characterization and adsorption test of metal cations. The samples produced were characterized by techniques such as STEM-EDS, AFM, XRD, FTIR and TGA. Cobalt nitrate (Co(NO3)2), Sodium chloride (NaCl) and mercury chloride (HgCl2) solutions were placed in contact with cellulose, CNC and CNC-Mod samples for a maximum of 3 hours, then having the solid and supernatant separated. The solid samples obtained in the adsorption process were then subjected to analyzes such as XRD, STEM-EDS and TGA. While the supernatants were analyzed by ICP-OES and the results indicates the occurrence of adsorption for all samples and metallic cations.

[pt] Atualmente as fontes hídricas estão em constante poluição por despejos de produtos químicos (incluindo metais pesados), biológicos e entre outros. Visto que a celulose pode ser encontrada em árvores e é caracterizada como um homopolímero de alto peso molecular que possui hidroxilas, que se projetam lateralmente, formando estruturas bastante ordenadas que nas regiões menos ordenadas, permite que esses grupos hidroxilas realizem ligações de hidrogênio com outras moléculas polares, podendo absorver grande quantidade de água. Quando se reduz o tamanho das fibras para uma escala nanométrica, caracterizando como nanocelulose que possui uma área superficial maior quando comparada a celulose em seu tamanho de origem. A nanocelulose (CNF) foi obtida por rota química, com os reagentes NaBr, NaClO em pH 10, NaOH, celulose e catalisador TEMPO. A reação ocorre à medida que o pH tende a diminuir, logo, quando o pH se manter constante em 10 a reação finalizou. A CNF obtida possui alta cristalinidade, largura entre 2 e 8nm, potencial zeta entre -30 e -10mV e, um início de degração em 195 graus celsius e energia de ativação de 40,9358 e 45,5978kJ/mol. Dada tais características, água contaminada com metais dissolvidos como magnésio, cobalto e mercúrio foram colocadas em contato com a CNF, durante 3h com uma redução de mais de 90 porcento da concentração, além disso, uma pequena curva de adsorção do cobalto foi plotada analisando a adsorção ao longo de 12h. Portanto, conclui-se que a CNF pode ser utilizada para adsorção de tais metais. / [en] Actually water sources are constantly polluted by chemicals (including heavy metals), biologicals and others. Since a cellulose can be found in plants and is characterized as a high molecular weight, homopolymer and has hydroxyls that are out of surface, forming well-ordered structures, that in the less orderly regions, it allows these hydroxyl groups to perform hydrogen bonding with other molecules polars, affording absorb a large amount of water and other polar molecule. When reducing size of the fibers to a nanometer scale, it is called as nanocellulose, has a larger surface area when compared to the cellulose in original size. Nanocellulose (CNF) was obtained by the chemical route with NaBr, NaClO at pH 10, NaOH, cellulose and TEMPO catalyzer. The reaction occurs as the pH decreases, so when the pH keeps constant at 10 the reaction ends. CNF has high crystallinity, width between 2 and 8nm and potential zeta between -30 and -10mV and, mass loss starts at 195 celsius degrees with activation energy 40,9358 e 45,5978kJ/mol. Given these technical features, water contaminated with dissolved metals, such as magnesium, cobalt and mercury, were placed in contact with the CNF for 3h observing more 90 percent reduction of the concentration, besides, a small cobalt adsorption curve was plotted, by analyzing adsorption over 12h. Therefore, conclude that CNF can be used for adsorption of these metals.

[pt] O uso de surfactantes zwitteriônicos em projetos de recuperação avançada de petróleo está limitado à adsorção na superfície da rocha-reservatório, que deve ser prevista para determinar a viabilidade econômica desses projetos. Porém, existe uma falta de modelos capazes de estimar essa adsorção e explicar os mecanismos envolvidos. O objetivo do trabalho foi providenciar modelos que pudessem estimar a adsorção de um surfactante zwitteriônico (CAPB), e explicar seus mecanismos de adsorção. Os experimentos foram realizados em rochas do tipo carbonato e arenito, através de testes com rocha particulada (estáticos) e no interior de núcleos de rocha (dinâmicos). Foi desenvolvida uma metodologia para quantificar o CAPB em salmoura utilizando a cromatografia líquida de alta eficiência. Como um diferencial, a adsorção foi normalizada pela área superficial específica da rocha, através de análise BET (testes estáticos) e microtomografia com (micro)CT-scan (testes dinâmicos). Os resultados foram interpretados com modelos empíricos e teóricos integrados às estimativas de potencial de superfície. Verificou-se para o carbonato, que a primeira camada de adsorção segue um padrão homogêneo, limitada por repulsão eletrostática com a superfície, enquanto a segunda camada segue uma adsorção heterogênea, onde são formados agregados de surfactante mediados por interações hidrofóbicas entre as caudas. Para o arenito, as duas camadas têm uma distribuição heterogênea, explicando a maior adsorção entre as duas rochas. Concluiu-se que os modelos de dupla camada são capazes de explicar e estimar a adsorção em condições de fluxo de forma confiável e a área superficial foi o fator mais relevante na diferença de adsorção dinâmica entre rochas, favorecida no arenito. / [en] The use of zwitterionic surfactants in enhanced oil recovery projects is limited to adsorption on the surface of the reservoir rock, which must be predicted to determine the economic feasibility of these projects. However, there is a lack of models capable of estimating this adsorption and explaining the involved mechanisms. The objective of this study was to provide models that could estimate the adsorption of a zwitterionic surfactant (CAPB) and explain its adsorption mechanisms. Experiments were conducted on carbonate and sandstone rocks using static tests with particulate rock and dynamic tests within rock cores. A methodology was developed to quantify CAPB in brine using high-performance liquid chromatography. As a distinguishing feature, the adsorption was normalized by the specific surface area of the rock, determined through BET analysis (static tests) and microtomography with (micro)CT-scan (dynamic tests). The results were interpreted with empirical and theoretical models integrated with surface potential estimates. For carbonate, it was observed that the first layer of adsorption follows a homogeneous pattern, limited by electrostatic repulsion with the surface, while the second layer follows heterogeneous adsorption, forming surfactant aggregates mediated by hydrophobic interactions between the tails. For sandstone, both layers exhibit a heterogeneous distribution, explaining the higher adsorption between the two rocks. It was concluded that bilayer models are capable of reliably explaining and estimating adsorption under flow conditions, and the surface area was the most relevant factor in the difference of dynamic adsorption between rocks, favored in sandstone.

[pt] O aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera vem sendo apontado como um possível causador das mudanças climáticas, o que tem incentivado o crescimento do número de estudos sobre formas de redução dos níveis deste gás na atmosfera. O objetivo deste trabalho é desenvolver materiais nanoestruturados que possam ser utilizados como adsorventes de CO2 em condições brandas de operação. A partir da avaliação de alguns processos pré-selecionados, foram sintetizados e caracterizados materiais que têm afinidade com este gás, apresentando alta área superficial e sítios básicos. Assim, foram produzidos óxidos de cálcio e magnésio, utilizando nitratos como precursores em uma técnica de precipitação em solução aquosa e calcinação. Estes óxidos foram analisados com o auxílio das técnicas de DRX e MEV/EDS, definindo a composição química elementar e a morfologia das superfícies. As áreas superficiais foram definidas por meio do método de BET, sendo 34 m2/g para o MgO, 19 m2/g para o CaO e 26 m2/g para a mistura MgO/CaO, e estimados os diâmetros de partícula, caracterizando-se os materiais como nanométricos. Os valores foram 49 nm para o MgO, 94 nm para o CaO e 67 nm para a mistura MgO/CaO. Finalmente, foram feitos testes de TPD, avaliando-se a capacidade de adsorção dos materiais sintetizados em condições prédeterminadas e a viabilidade de uso na adsorção do dióxido de carbono. Os resultados obtidos foram 103 micromol/g para o MgO, 126 micromol/g para o CaO e 319 micromol/g para a mistura MgO/CaO, sendo possível concluir que o processo proposto é viável tecnicamente, comparando-se esses resultados obtidos com os encontrados nos trabalhos previamente analisados. / [en] The increasing concentration of carbon dioxide in the atmosphere has been pointed out as one possible causer of climate changes, what has been encouraging the rising number of studies about means to reduce the level of this gas in the atmosphere. The purpose of this work is to develop nanosized materials that can be used as CO2 sorbents in mild operational conditions. Starting with the assessment of some preselected capture processes, materials that have affinity with this gas were synthesized and characterized, presenting high surface area and basic sites. Thus, calcium and magnesium oxides were produced using nitrates as precursors in a technique of precipitation in aqueous solution and calcination. These oxides were analyzed using DRX and MEV/EDS techniques, defining the elementary chemical composition and the morphology of their surfaces. Surface areas were defined by BET method, as 34 m2/g for MgO, 19 m2/g for CaO and 26 m2/g for the mixed oxides MgO/CaO, and the particle diameters were estimated, characterizing them as nanosized materials. Finally, TPD tests were made, evaluating the sorption capacity of the synthesized materials in preselected conditions and their viability in the adsorption of carbon dioxide. The results obtained were 103 micromol/g for MgO, 126 micromol/g for CaO and 319 micromol/g for the mixed oxides MgO/CaO, being possible to conclude that the proposed process is technically viable, comparing these results with the ones found in the previously analyzed works.

[pt] Dentre os contaminantes químicos liberados nos corpos de água, chumbo e cádmio são extremamente prejudiciais para os seres vivos. As sustâncias húmicas, devido à sua estrutura molecular complexa, que compreende grupos carboxílicos, fenólicos e éter, são adsorventes eficazes para poluentes orgânicos e metais. Neste contexto, o principal objetivo do presente trabalho foi avaliar o potencial do ácido húmico (AH) como adsorvente para chumbo e cádmio em meio aquoso e determinar os parâmetros cinéticos e termodinâmicos do processo. AH foi extraído de uma amostra de carvão, coletada na área de mineração do Estado de Santa Catarina, previamente oxidada com HNO3 concentrado em condições de refluxo, conforme a metodologia recomendada pela IHSS. O AH obtido foi caraterizado por técnicas de análise elementar, FTRI, análise termogravimétrica e MEV. Os resultados da caracterização foram similares aos relatados na literatura. Foram realizados ensaios de adsorção para cada cátion, em diferentes níveis de pH da solução, e a partir desta avaliação previa ficou determinado o valor de pH em 5. Os ensaios de adsorção com variação da concentração inicial dos cátions foram realizados separadamente para cada metal em batelada, empregando as seguintes condições: 50 mL de uma solução de cátion (0 a 100 mg L-1), 50 mg de AH, agitação mecânica (175 rpm) e temperatura constante (25 graus Celsius). Após 24 horas, os sistemas foram centrifugados e a concentração de cada metal no sobrenadante foi determinada por espectrometria de absorção atómica. As isotermas obtidas para Pb e Cd apresentaram uma curva em forma de L, o que indica que os sítios adsorventes disponíveis no AH tendem à saturação. Comparativamente a capacidade de adsorção máxima para o Pb foi mais elevada (77 mg g-1) do que aquela apresentada para o Cd (12 mg g-1). Tal fato indica uma maior afinidade dos sítios de adsorção do AH para o Pb. Comparativamente, foram feitos ensaios de adsorção com AH de Leonardita (padrão da IHSS) e carvão mineral oxidado. Para a determinação dos parâmetros termodinâmicos, foram realizados ensaios de adsorção em três temperaturas diferentes (15, 25, 35 graus Celsius). O processo de adsorção foi de natureza endotérmico, com um valor de entalpia de 7,86 kJ mol-1 e um valor de entropia de 23,11 J mol-1 K-1. A cinética de adsorção segue um modelo cinético de pseudo-segunda ordem com constates de taxa de 0,065 mg g-1 min-1 e 0,025 mg g-1 min-1 para Pb (Co 17,60 mg L-1) e Cd (Co 6,41 mg L-1), respetivamente. Os resultados obtidos no presente estudo mostram que o AH de carvão mineral pode eventualmente ser empregado para a remoção de metais pesados em meio aquoso, porem estudos sobre otimização de seu potencial devem ser todavia realizados. / [en] Among the released chemical contaminants into water bodies, lead and cadmium are extremely harmful to living things. The humic substances, due to their complex molecular structure that comprises both aliphatic and aromatic moieties as well as carboxylic, phenolic and ether groups are effective adsorbents for organic pollutants and metals. In this context, the main objective of this study was to evaluate the potential of humic acid (HA), extracted from previously oxidized coal, as adsorbent for lead and cadmium in aqueous solutions and determine the kinetic and thermodynamic parameters of the process. HA was extracted from a coal sample, collected in the mining area of the State of Santa Catarina, previously oxidized with HNO3 concentrated in reflux conditions, according to the methodology recommended by the IHSS. The HA obtained was characterized by elemental analysis techniques, FTRI, thermogravimetric analysis and SEM. The characterization results were similar to those reported in the literature. Adsorption experiments were carried out for each cation in different pH levels, and from this evaluation it was determined the value of pH at 5. The adsorption experiments with a variation of the initial concentration of cations were performed separately for each metal by employing the following conditions: 50 ml of a cation solution (0 to 100 mg L-1), 50 mg of HA, mechanical agitation (175 rpm) and constant temperature (25 Celsius degrees). After 24 hours, the system was centrifuged and the concentration of each metal in the supernatant was determined by atomic absorption spectrometry (AA). The isotherms obtained for Pb and Cd showed a L-shaped curve, indicating that the available sorptive sites on HA tending to a saturation point. Compared maximum adsorption capacity for Pb was higher (77mg g-1) than that shown for Cd (12mg g- 1). This fact indicates a higher affinity the adsorption sites of HA for Pb. Comparatively, adsorption experiments were performed with HA Leonardite (standard IHSS) and oxidized coal. For the determination of the thermodynamic parameters, adsorption experiments were performed at three different temperatures (15, 25, 35 Celsius Degrees). The adsorption process is endothermic nature, with a value of enthalpy of 7.86 kJ mol-1 and a value of entropy 80.54 mol-1 K-1. The adsorption kinetics follows a kinetic model of the pseudo-second-order with rate constants 0.065 g mg-1 min-1 and 0.025 mg g-1 min-1 for Pb (Co 17.60 mg L-1) and Cd ( Co 6.41 mg L-1), respectively. The results obtained in this study show that the coal HA can optionally be employed for removing heavy metals from aqueous media, but studies for their potential should however be realized.

[pt] A adsorção de moléculas de asfalteno na interface óleo-água induz a formação de uma microestrutura complexa, que estabiliza as emulsões e prejudica a eficiência dos processes de refino de petróleo. Neste trabalho, desenvolvemos um conjunto de novos protocolos de reologia de cisalhamento para avaliar o efeito de solventes polares e apolares na adsorção de genuínos asfaltenos brasileiros. Além disso, a morfologia do asfalteno, após a adição de solventes com aromaticidades distintas, é investigada por microscopia de varredura (MEV). Os resultados indicam que os asfaltenos estão organizados em uma estrutura do tipo ilha com unidades aromáticas e policondensadas, que formam filmes interfaciais reversíveis com a adição de solventes polares. O estudo interfacial também revela que solventes apolares podem "prender" os nanoagregados de asfalteno na mistura. Esses agregados, na presença de solventes fracamente polares, podem se consolidar em um padrão mais compactado, sugerindo que o crescimento do filme e o autoarranjo do asfalteno estão diretamente relacionados ao conteúdo aromático. Explora-se as diferenças na estruturação do asfalteno e como afetam a extensão da emulsificação espontânea. É proposto que a taxa de emulsificação está diretamente relacionada à configuração química dos asfaltenos. Finalmente, estuda-se a adição de ácido esteárico (AE) a soluções de asfalteno em conteúdo de água deionizada (AD) e água sintética (AS) para melhor compreender como as propriedades reológicas e superficiais são afetadas pela competição das coespécies. Verifica-se que interfaces formadas puramente por AEs originam filmes mais viscosos do que elásticos na interface ar-água. A atividade interfacial dos asfaltenos brasileiros é evidente e significativa na presença de eletrólitos e dependente da aromaticidade do solvente. / [en] Adsorption of asphaltene molecules at the oil-water interface induces the formation of a complex microstructure, which stabilizes emulsions and impairs the efficiency of crude oil refining. In this work, we design a set of new shear rheology protocols to assess the effect of polar and non-polar solvents on indigenous Brazilian (BR) asphaltene adsorption. Moreover, the asphaltene morphology upon addition of solvents with distinct aromaticities is investigated by SEM microscopy. Our findings indicate that asphaltenes are a polycondensate aromatic island-type structure that forms reversible films when polar solvents are placed on top of the adsorbed film. The interfacial study also reveals that non-polar solvents may lock up asphaltene nanoaggregates in mixture. These aggregates, upon the presence of weakly polar solvents, can consolidate into a more close-packed pattern, suggesting that network growth and asphaltene self-arrangement are directly related to the aromatic content. We explore the differences in asphaltene structuring and how it affects the extent of spontaneous emulsification. We find that the rate of emulsification is directly related to the chemical configuration of asphaltenes. Finally, we study the addition of stearic acid (SA) to asphaltene solutions in deionized water (DW) and synthetic water (SW) to better understand how surface and rheological properties are affected by competitive adsorption. We find that single SA are more prone to form liquid-like rather than solid-like films at the air-water interface. Furthermore, we show that the interfacial activity of our asphaltenes is enhanced in the presence of electrolytes and is dependent of the solvent aromaticity.