Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T10:19:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T20:42:21Z : No. of bitstreams: 1 109366.pdf: 9665182 bytes, checksum: 4089b69344b5803ead12313ca19ef026 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T04:56:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 286825.pdf: 13882132 bytes, checksum: e5506e74312589613be0f05ef1b8c2fa (MD5) / Neste trabalho são estudadas as propriedades físicas das moléculas tetrafenilporfirina (H2-TPP) e tetrafenilporfirina de cobalto (Co-TPP) depositadas em ultra-alto vácuo e temperatura ambiente sobre as superfícies metálicas Cu3Au (100), Cu (110) e Ag (111), além da deposição das moléculas sobre uma monocamada de Cu3N sobre Cu (110). As principais caracterizações realizadas nas amostras foram a obtenção de imagens e manipulação das moléculas por microscopia de tunelamento (STM) e a análise da densidade local de estados das moléculas por espectroscopia de tunelamento com varredura (STS). Entre os principais resultados obtidos temos: i) o caráter retificador complementar observado para moléculas isoladas de H2-TPP e Co-TPP quando adsorvidas sobre o substrato de Cu3Au ii) evidencias da existência de efeito Kondo para as moléculas de Co-TPP quando estas estão adsorvidas sobre a camada de Cu3N e iii) a dopagem das moléculas com átomos isolados de Co. Cálculos de primeiros princípios utilizando a teoria dos funcionais de densidade foram realizados usando o código SIESTA para a simulação da deposição de moléculas isoladas de Co-TPP sobre os substratos de Cu (110) e Cu3N-Cu (110).

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T20:51:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 292665.pdf: 2256970 bytes, checksum: 24cf4078c8291e4895b7de1e4d6471eb (MD5) / A dessulfurização é uma etapa importante no processamento de petróleo e o seu aprimoramento é fundamental para melhorar a qualidade dos derivados de petróleo, reduzir o impacto ambiental causado pelo produto final e diminuir os custos de produção. No presente trabalho, estudou-se a remoção de compostos organossulfurados de óleos lubrificantes de origem naftênica. Esses óleos são provenientes das correntes de destilação à vácuo, chamadas de gasóleo pesado. A sua comercialização, após o processamento nas refinarias, se dá na forma de óleos básicos, tornando-se apenas um óleo lubrificante após a colocação de aditivos pelo distribuidor final. Neste trabalho, avaliou-se tecnicamente a possibilidade de utilizar o processo de adsorção em coluna como alternativa ou complemento aos processos de hidrotratamento utilizados para a dessulfurização de óleos lubrificantes naftênicos. Inicialmente, levantou-se os parâmetros termodinâmicos e cinéticos através da isoterma de equilíbrio e da cinética de adsorção em batelada. A capacidade máxima de adsorção de dibenzotiofeno, presente em óleos lubrificantes, pelo carvão, foi de 249,87mg/g. A análise de dibenzotiofeno, presente em óleos lubrificantes sintéticos, utilizando como elemento de medida a cromatografia gasosa e o método do padrão interno, se mostrou bastante eficaz. O modelo de cinética de pseudo 2.a ordem se ajustou melhor aos dados experimentais, sugerindo uma estrutura microporoso para o carvão que se ratificou com o diâmetro médio dos poros de 8 angstrons, resultante da análise da distribuição dos poros do carvão. As cinéticas de adsorção em processos contínuos foram realizadas em coluna de adsorção em escala laboratorial. Avaliouse nesse experimento a influência da vazão e concentração de alimentação da coluna na eficiência de remoção de enxofre presente em óleos lubrificantes. Para facilitar o escalonamento da coluna desenvolveu-se um simulador utilizando um modelo matemático fenomenológico e o método de volumes finitos para a solução das equações do modelo. Os resultados obtidos pela rotina computacional corroboraram com os dados experimentais. O carvão utilizado foi regenerado à temperatura de 300oC, sendo que 89,68% da sua capacidade de adsorção foi restituída na primeira regeneração. / Desulfurization is an important stage in the processing of petroleum and its improvement is fundamental in order to improve the quality of petroleum derivatives, to reduce the environmental impact of the final product and to decrease the production costs. In this study the removal of organosulfur compounds from lubricating oils derived from naphthene is investigated. These oils are obtained from vacuum distillation streams known as heavy gas oil. They are commercialized, after processing in refineries, in the form of basic oils, becoming lubricating oils only after the addition of additives by the final distributer. In this study the column adsorption process was technically evaluated as a method to replace or complement the hydrotreatment processes used for the desulfurization of naphthenic lubricating oils. Firstly, the thermodynamic and kinetic parameters were determined through equilibrium isotherms and batch adsorption kinetics studies. The maximum capacity for the adsorption of dibenzothiophene (present in lubricating oils) onto carbon was 249,87 mg/g. The determination of dibenzothiophene present in synthetic lubricating oils using gas chromatography and the internal standard method was found to be efficient. A pseudo-second-order kinetic model gave the best fit to the experimental data, suggesting that the carbon has a microporous structure, which was verified by the average pore diameter of 8 angstroms according to the results for the pore size distribution of the carbon. The adsorption kinetics in continuous processes was determined in a laboratory scale adsorption column. In this experiment the influence of the column feed flow and concentration on the efficiency of sulfur removal from lubricating oils was evaluated. To facilitate the scaling of the column, a simulator was developed using a phenomenological mathematical model and the finite volumes method to solve the model equations. The results obtained from the computational routine were consistent with the experimental data. The carbon used was regenerated at a temperature of 300°C, with 89,68% of its adsorption capacity being recovered in the first regeneration.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T20:58:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290363.pdf: 2003807 bytes, checksum: 83a5f33ca81d99d0de808e0f513664fb (MD5) / Neste trabalho estudou-se a remoção dos compostos BTX através do processo de adsorção, utilizando-se como adsorvente carvão ativado, resina polimérica e argila modificada. Os parâmetros cinéticos e de equilíbrio termodinâmico foram obtidos experimentalmente em reatores batelada para os compostos BTX monocomponentes utilizando todos os adsorventes e para multicomponentes utilizando a argila modificada. O modelo cinético de pseudo-segunda ordem representou melhor os dados experimentais cinéticos para todos os adsorventes estudados, apresentando bons coeficientes de correlação linear. Os modelos de Langmuir, Freundlich e Langmuir-Freundlich foram utilizados para ajustar os dados experimentais e estes apresentaram boa correlação, sendo o modelo de Langmuir-Freundlich o que melhor descreveu o equilíbrio, pois apresentou a melhor média do R2. De acordo com os dados experimentais todos os adsorventes utilizados apresentaram uma remoção superior a 83% para todos os compostos BTX, exceto para o benzeno sobre a argila modificada. Sendo assim, todos os adsorventes podem ser empregados para a remoção dos compostos BTX presentes em efluentes petroquímicos.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-23T01:51:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 244517.pdf: 2410122 bytes, checksum: 702a0fe64a1fcee0040942a168685fb7 (MD5) / Os compostos orgânicos voláteis (COV) são uma importante classe de poluentes do ar, uma vez que incluem a maioria dos solventes e combustíveis em geral, sendo comumente emitidos tanto por fontes fixas quanto por fontes móveis, principalmente como resultado da queima de combustíveis fósseis. Além dos aspectos ligados à toxicidade, muitos COV estão relacionados à questão odorante uma vez que, deste grupo, fazem parte compostos químicos com baixo limite de percepção odorante, como mercaptanas, aldeídos, acrilatos, fenóis e ácidos carboxílicos. Os COV participam ainda na formação do "smog" fotoquímico sendo, juntamente com os NOX, um dos principais precursores do ozônio troposférico. Por estes e outros exemplos, o tratamento de gases desta natureza torna-se imprescindível por afetar não apenas a saúde humana mas todo o ecossistema de forma geral, direta ou indiretamente. A adsorção tem sido largamente empregada no tratamento (ou simplesmente concentração) de COV há vários anos. Neste caso, os adsorventes carbonados (à base de carbono) estão entre as melhores opções, pela boa afinidade que apresentam com compostos orgânicos, além de baixo custo e disponibilidade. O presente trabalho utilizou metodologias analíticas convencionais para avaliar uma variedade de nanotubo ainda não utilizada na purificação de correntes gasosas contaminadas com COV. O nanotubo em questão é o "cup-stacked" (CSCNT - cup-stacked carbon nanotube), que consiste de múltiplas camadas de grafeno arranjados em forma de cone; a principal vantagem do "cup-stacked" é o baixo custo de síntese em relação ao "single" e "multi-wall" (formas de nanotubos mais comumente produzidas). Neste trabalho, utilizou-se o Carbotrap, adsorvente de carbono grafitizado convencionalmente utilizado em amostragem do ar, como suporte do "cup-stacked". O adsorvente-parâmetro de comparação do desempenho do CSCNT foi o próprio Carbotrap (sem o nanotubo). As metodologias de amostragem e análise empregadas compreendem a coleta de gases por bombeamento (amostragem ativa) em cartuchos (tubos, contendo o material adsorvente) com posterior análise por cromatografia gasosa e espectrometria de massa (CG/EM), de acordo com o Método TO-17 da USEPA. Foi avaliada a capacidade de adsorção de cada adsorvente bem como suas capacidades de saturação para cada uma das concentrações trabalhadas com os dois adsorbatos utilizados (1, 5, 20 e 35 ppm de tolueno e fenol). Na modelagem das curvas massaxtempo utilizou-se o modelo da força motriz linear (LDF - linear driving force). A metodologia proposta para determinação das curvas massa tempo mostrou-se ser de fato aplicável a análises desta natureza (o aspecto final das curvas obtidas foi bastante similar ao de uma curva de ruptura clássica). Em relação ao desempenho dos adsorventes, o NTC obteve clara vantagem em relação ao Carbotrap; os valores das capacidades de saturação para o NTC foram, em média, 67% superiores aos obtidos para o Carbotrap. No ajuste das curvas teóricas às experimentais, as curvas obtidas a partir dessas simulações se ajustaram relativamente bem aos dados obtidos experimentalmente, validando o modelo teórico proposto. Os resultados demonstraram que as contribuições devido à transferência de massa no filme externo e difusão superficial foram muito pequenas, prevalecendo a difusão intraparticular. Volatile organic compounds (VOC's) are an important category of air pollutants, once they include most of solvents and fuels derivated from petroleum, emitted by stationary (facilities) and mobile (vehicles) sources. Besides their toxicity, VOC's are related to odours, once their presence cause an unpleasant smell even at very low concentrations. These compounds include volatile organic compounds (VOC's, like hydrocarbons - aliphatic and aromatic), alcohols, ketones, organic acids, etc. and inorganic compounds, like hydrogen sulphide (H2S), mercaptans, ammonia (NH3), etc., most of them with a strong bad smell. Together the NOx, VOC's are still associated to photochemical ozone production. So, from an environmental point of view, it's necessary to limit and control vapor emissions because they affect the change of climate, the growth and decay of plants and mainly, the health of humans and animals. Adsorption has been employed in treatment (or simply concentration) of VOC's in environmental or industrial samplings using a several kind of adsorbents. Due to the porous structure, actived coal are very used for this purpose, because their good affinity for organic compounds, low cost and high availability. The current study used ordinary analytical methodologies to evaluate the properties of a nanotube not applied in the adsorption of VOC's yet: the cup stacked (or CSCNT - cup-stacked carbon nanotube), a stacking morphology of truncated conical graphene, with large amounts of open edges on the outer surface and empty central channels; one of the advantages of the CSCNT is it low cost when compared with single and multi-wall nanotubes (the most commonly used). This work used a Carbotrap (a well-known graphitized carbon black) bearing a cup-stacked structure; for comparison, it was used only Carbotrap as reference (without the cup stacked). The sampling and analysis stage included a standardized method by U.S. Environmental Protection Agency (Method TO-17) where the VOC's are carried out by adsorption in two adsorbents (Carbotrap and the composite: Carbotrap+CSCNT) to analyze in gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS). It was evaluated the retention and saturation capacities of both adsorbents to each concentration worked (1, 5, 20 e 35 ppm of toluene and phenol). The LDF model (linear driving force) was used in the simulation of the experimental curves. The proposed methodology to get the mass time curves showed to be suitable (the final curves were very similar to the conventional breakthrough curves). The NTC performance was bigger than Carbotrap; the saturation capacities for NTC was 67% up to Carbotrap (average values). The theoric curves were finely fit to experimental curves, according to proposed model (linear driving force model). The results showed that external mass transfer and surface diffusion were too small, prevailing the internal mass diffusion.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-23T11:28:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 245694.pdf: 2608376 bytes, checksum: 77ab1513c72be33487ea76546bc9ddc4 (MD5) / A adsorção em coluna de leito fixo é um método de tratamento muito usado para a retirada de contaminantes de efluentes na indústria petroquímica. Neste trabalho é investigado o uso do carvão ativado de casca de coco no tratamento de correntes industriais aquosas, contaminadas com o BTEX, que é o benzeno, tolueno, etilbenzeno e o-xileno. Os compostos BTEX foram escolhidos, pela sua facilidade, frente aos outros hidrocarbonetos presentes no petróleo, de se misturar com a água e do grave impacto ambiental ocasionado pela presença dos mesmos nos cursos d'água, devido à sua elevada toxicidade. Foram feitos testes para a determinação de isotermas de equilíbrio e se observou que tanto o modelo de Langmuir, quanto o modelo de Freundlich, apresentaram um bom ajuste aos dados experimentais. Foram ainda realizados testes cinéticos em batelada para a obtenção do coeficiente de difusão efetiva para os compostos e testes cinéticos em contínuo para a obtenção das curvas de ruptura "breakthrough", sendo este teste para o benzeno realizado para diferentes condições de altura do leito e vazões. A melhor condição de operação, obtida experimentalmente para o benzeno, foi aplicada para os outros compostos, tolueno, etilbenzeno e o-xileno. Foi desenvolvido um modelo para a simulação das condições experimentais utilizando a linguagem de programação FORTRAN e o software comercial CFX. No algoritmo desenvolvido na linguagem FORTRAN, o ADSBTEX, foi utilizado o método de diferenças finitas para resolver as equações diferenciais que governam o fenômeno de adsorção no leito fixo. Através dos métodos CFD empregadas no software CFX foram geradas as malhas, aplicadas às condições de contorno e obtidas as soluções numéricas. Os resultados obtidos experimentalmente foram utilizados para corroborar os modelos e algoritmos numéricos desenvolvidos, verificando-se um desvio médio máximo de 7,5 %. Os modelos foram considerados representativos do processo em estudo e os resultados simulados adequados para a predição do comportamento do processo de adsorção em sistema contínuo.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-23T17:07:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262420.pdf: 1718035 bytes, checksum: d9ed604ee2054a64bdaf020c71ef2b81 (MD5) / A ocorrência de fármacos no meio ambiente tem se tornado um assunto de interesse nos últimos anos. Grande número desses compostos têm sido detectados em efluentes de estações de tratamento de esgoto (ETEs) municipais, águas superficiais e, menos frequentemente, em águas subterrâneas e água potável em todo o mundo. Alguns dos efeitos adversos causados por fármacos incluem toxicidade aquática, desenvolvimento de resistência em bactérias patogênicas, genotoxicidade, e desregulação endócrina. Diferentes fontes podem ser indicadas para explicar o aparecimento de fármacos no ambiente aquático. Atualmente, é amplamente reconhecido que a principal fonte de poluição são os efluentes de ETEs. Portanto, o descarte de resíduos farmacêuticos nos efluentes de ETEs deve ser minimizado o máximo possível. A remoção de poluentes orgânicos recalcitrantes como fármacos na água e em efluentes pode ser obtida utilizando tecnologias avançadas de tratamento, tais como bioreatores com membranas (BRMs), processos oxidativos avançados (POAs) e adsorção em carvão ativado. O objetivo deste trabalho é avaliar a eficiência de remoção de fármacos por meio de BRMs de ultrafiltração, POAs e adsorção em carvão ativado, identificar metabólitos ou produtos de degradação de fármacos originados durante os tratamentos bem como realizar um estudo cinético de degradação desses compostos. Os fármacos usados neste estudo, três antiinflamatórios não-esteroidais (AINEs) (acetaminofeno, cetoprofeno e naproxeno) e três antibióticos (roxitromicina, sulfametoxazol e trimetoprima), foram adquiridos da Sigma-Aldrich. A primeira etapa do trabalho consistiu em utilizar dois BRMs, com idade de lodo de 15 (BRM-15) e 30 (BRM-30) dias, para avaliar a degradação dos fármacos adicionados no efluente proveniente do tanque de equalização da estação de tratamento de esgoto doméstico (ETE) da cidade de Aachen (Alemanha), que servia de alimentação para os BRMs. Os fármacos foram adicionados diariamente numa concentração de 50 µg/L/d em cada BRM, durante aproximadamente quatro semanas. Em uma segunda etapa de trabalho, compostos farmacêuticos dissolvidos em água Milli-Q ou no permeado dos BRMs a uma concentração de 100 µg/L foram tratados por POAs. Os tratamentos por meio de POAs (radiação UV, O3, H2O2/UV, Fenton e foto-Fenton) foram realizados em um reator cilíndrico de vidro (500 mL) ao longo de 30 minutos. A radiação UV foi proporcionada por uma lâmpada a vapor de mercúrio de média pressão de 15 W. A agitação do sistema foi proporcionada pelo uso de um agitador magnético. Sulfato ferroso heptahidratado foi utilizado como fonte de íons de ferro para o processo Fenton e foto-Fenton. A determinação e a quantificação dos fármacos e seus metabólitos, presentes no permeado dos BRMs, e dos produtos de degradação, originados durante o tratamento por POAs, foram realizadas por meio de um sistema de cromatografia líquida acoplado a um sistema de espectrometria de massa (LC-MS) e espectrometria tandem de massa (LC-MSn), aplicando ionização por electrospray nos modos positivo (IES(+)) (para acetaminofeno, roxitromicina, sulfametoxazol e trimetoprima) e negativo (IES(-)) (para cetoprofeno e naproxeno). Em uma terceira etapa de trabalho, avaliou-se a eficiência de remoção dos fármacos em solução aquosa por meio de adsorção em carvão ativado. Soluções aquosas de fármacos (300 mL) com diferentes concentrações iniciais (1-10 mg/L) foram colocadas em contato com diferentes dosagens de carvão ativado (1; 1,5; 2; 2,5, 3 g/L) por 6h a 25oC, e a concentração dos fármacos foi determinada usando um espectrofotômetro UV-vis. Com relação aos resultados obtidos por meio do tratamento por BRMs, observou-se que os AINEs foram removidos com maior eficiência do que os antibióticos para ambos os BRMs e quando se comparou a eficiência de remoção média entre os dois BRMs, observou-se que o BRM-30 apresentou uma eficiência de remoção maior para todos os compostos em relação ao BRM-15. Metabólitos de acetaminofeno, cetoprofeno e naproxeno foram identificados no permeado de ambos os BRMs. Com relação aos resultados obtidos pelo tratamento utilizando POAs, os compostos cetoprofeno e sulfametoxazol mostraram-se bastante sensíveis à radiação UV. Apesar do tratamento com O3 ter apresentado as maiores eficiências de remoção, não se pôde concluir que foi o melhor tratamento, uma vez que apresentou produtos de degradação desconhecidos cuja polaridade e toxicidade não foram avaliadas. Com relação aos resultados obtidos por adsorção em carvão ativado, observou-se uma eficiência de remoção maior do que 90% para todos os compostos. A adsorção dos compostos alcançou estado de equilíbrio após 6h e foi descrita por meio do uso de isotermas lineares. A cinética de adsorção dos fármacos foi discutida usando 3 modelos cinéticos e verificou-se que o modelo cinético de pseudo-segunda ordem pode descrever a adsorção dos fármacos sobre o carvão ativado.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química / Made available in DSpace on 2012-10-23T18:42:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262183.pdf: 1032150 bytes, checksum: b94cf24dff55b25b9e71f804fc947bb1 (MD5) / O presente trabalho objetivou utilizar rejeito de mineração de carvão calcinado como adsorvente para redução da acidez e remoção de íons de metais em drenagem ácida de mina de carvão. O processo de remediação da drenagem ácida foi avaliado, utilizando-se ensaios de toxicidade em organismos bioindicadores. Os resultados de caracterização do adsorvente indicaram a predominância de mesoporos e presença dos óxidos majoritários SiO2, Al2O3 e Fe2O3. A remediação da drenagem ácida com o adsorvente por processo estático foi capaz de provocar a elevação do pH e promover expressiva remoção dos íons de metais em solução. Nos estudos de adsorção de íons, constatou-se que o modelo de pseudo segunda-ordem foi o que melhor correlacionou os dados cinéticos experimentais, sendo que a isoterma de Langmuir forneceu o melhor ajuste dos dados experimentais de equilíbrio. A drenagem ácida não remediada apresentou expressiva toxicidade aguda sobre Daphnia magna e Artemia sp, bem como, elevada toxicidade subaguda em Allium cepa L, sendo que após a remediação com o adsorvente, não foi observada toxicidade para estes organismos. A remediação também promoveu a redução de dano oxidativo sobre lipídeos, proteínas e DNA em Allium cepa L. A partir dos resultados obtidos, sugeriou-se a utilização do adsorvente como alternativa para o tratamento destas fontes de contaminação ambiental.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Fisicas e Matematicas. Programa de Pós-graduação em Química / Made available in DSpace on 2012-10-24T01:09:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258455.pdf: 948927 bytes, checksum: bb5a5869d30657b493638628e1e512e2 (MD5) / O presente estudo teve como propósito a preparação de microesferas de quitosana reticuladas com glutaraldeído contendo os agentes quelantes alaranjado de xilenol e sulfoxina. Os novos adsorventes denominados QTS-AX-Ret e QTS-SX-Ret obtidos através da técnica de spray drying foram empregados na adsorção de Cu(II), Cd(II), Zn(II) e Fe(III) em meio aquoso. A caracterização dos adsorventes foi feita por análises de Raman, termogravimetria e microscopia eletrônica de varredura, as quais permitiram comprovar as modificações químicas da quitosana. Os resultados obtidos revelaram que a adsorção dos metais é fortemente dependente do pH da solução. A avaliação do mecanismo cinético que rege o processo de adsorção foi realizada testando-se os modelos de pseudo primeira-ordem, pseudo segunda-ordem e difusão intrapartícula. O modelo que melhor adequou os dados experimentais para todos os sistemas estudados foi o de pseudo segunda-ordem. A análise dos resultados de equilíbrio empregando o modelo de Langmuir permitiu observar uma elevação nos valores de capacidade máxima de adsorção dos metais pelos adsorventes QTS-AX-Ret e QTS-SX-Ret em relação às microesferas de quitosana reticuladas com glutaraldeído sem agente quelante. Os resultados obtidos indicaram que a modificação da quitosana por spray drying mostrou ser uma alternativa importante para melhorar a capacidade de adsorção desse biopolímero.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-24T07:06:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266768.pdf: 1557001 bytes, checksum: 6b8cf48ea16fe37b14cef67ec4fee6f3 (MD5) / Adsorção dos corantes reativos laranja 16 (RO16), vermelho 120 (RR120) e azul 4 (RB4) pelo sal quartenário de quitosana (SQQ) ou cloreto de trimetil amônio N-2 hidroxipropril quitosana foi usada como modelo para demonstrar a remoção dos corantes reativos de efluentes têxteis. O polímero foi caracterizado por análises de IV, ATG, EDX e quantidade de grupos de amônios quaternários. Os experimentos de adsorção foram conduzidos em diferentes valores de pH e a adsorção mostrou ser ligeiramente dependente do pH da solução. Dois modelos de cinética de adsorção foram testados: pseudo primeira-ordem e pseudo segunda-ordem. Os dados experimentais de cinética se ajustaram melhor ao modelo de pseudo segunda-ordem. Os efluentes têxteis raramente envolvem apenas um componente, consequentemente, os modelos de adsorção devem ser capazes de tratar dados de equilíbrio de multicomponentes. Então, experimentos de equilíbrio dos corantes reativos RO16, RR120 e RB4 foram testados individualmente e em soluções ternárias. As isotermas de adsorção dos corantes individuais foram conduzidas nas temperaturas de 25ºC e 50ºC e a capacidade de adsorção do adsorvente aumentou com o aumento da temperatura. O modelo de isoterma de Langmuir forneceu o melhor ajuste dos dados de equilíbrio na faixa de concentração investigada, exceto o corante reativo RB4 a 50ºC, para o qual a isoterma linear mostrou o melhor ajuste. Foi observado o comportamento de adsorção dos corantes reativos em soluções ternárias. Para determinar a concentração de cada corante na solução foram utilizadas equações lineares expandidas para três termos. Foram utilizadas soluções multicomponentes dos corantes na faixa de 40 - 340 mg L-1 em pH 4 e pH 12,4 para simular um efluente têxtil industrial. Os dados foram mais bem ajustados empregando a isoterma de Langmuir. Com objetivo de estudar a possibilidade de reciclagem do adsorvente, foram realizados estudos de dessorção dos corantes RO16 e RR120 com vários eluentes. Os experimentos foram divididos em três etapas: adsorção, lixiviação e dessorção, e a solução NaNO3 3,0 mol L-1 foi o melhor eluente para a dessorção dos corantes. A partir dos estudos de pH e dessorção, foi concluído que a interação iônica é o principal mecanismo de adsorção dos corantes pelo sal quaternário de quitosana. Os resultados mostraram que o sal quaternário de quitosana pode ser usado como alternativa de tratamento de efluentes da indústria têxtil independente do pH do meio aquoso. Adsorption of reactive dyes orange 16, red 120 and blue 4 by quaternary chitosan salt (QCS) or chitosan-N-2-hydroxypropyl trimethyl ammonium chloride was used as model to demonstrate the removal of reactive dyes from textile effluents. The polymer was characterized by IV, ATG, EDX analysis and amount of quaternary ammonium groups. The adsorption experiments were conducted at different pH values and the adsorption showed slightly dependence of the solution pH. Two kinetic adsorption models were tested: pseudo first-order and pseudo second-order. The experimental data best fit at the pseudo second-order model. Textile effluents rarely involve only one component. Consequently, the adsorption projects must be able to deal with multi component equilibrium data. So, the equilibrium experiments of the reactive dyes were tested both individually and in ternary solutions. The isotermic adsorption analysis of each individual dye was conducted at temperatures of 25 oC and 50 oC and the temperature increased the adsorbent capacity adsorption. The Langmuir isotherm model provided the best fit for the equilibrium data in the concentration range investigated. Excepting the reactive dye RB4, at 50 oC temperature, for which the linear isotherm showed the best fit. The adsorption behavior of the dyes in ternary solutions was then observed. To determinate the concentration of each dye in solution, linear equations expanded for three terms were utilized. Multicomponent solution dyes in the range of 40 - 340 mgL-1 were investigated in pH 4 and pH 12.4 to simulate industrial textiles effluent. The experimental data were best fit by the Langmuir isotherm. To investigate the possibility of recycling adsorbent was studied the desorption of the reactive dyes RO 16 and RR 120 with several eluents. The experiments were divided into three parts: adsorption, washing and desorption, and the solution NaNO3 3 mol L-1 was the best elluent for dyes desorption. From studies of pH and the desorption was concluded that the ionic interaction is the main mechanism of adsorption for dyes by quaternary chitosan salt (QCS). The results showed that quaternary chitosan salt (QCS) can be used as an alternative for the treatment of effluent from the textile industry independent of the pH of the aqueous environment.