The mesoporous materials Al-MCM-41 produced from kaolin, low cost raw material, by means of hydrothermal acid treatment route, has shown potential for being used as adsorbent in removal process of methylene blue. The process of synthesis of Al-MCM-41 is based on calcination of kaolin, dealumination by acid treatment, hydrothermal synthesis and extraction of the surfactant. The characterization of de obtained mesoporous material was carried out by techniques such as: X-ray diffraction, vibrational spectroscopy in the infrared, 29Si and 27Al nuclear magnetic resonance in the solid state, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and N2 adsorption/desorption. The X-ray diffraction at low angles allowed the determination of the cell parameter, which was 4.02 nm. The analyses of scanning and transmission electron microscopy revealed important morphological properties of the synthesized material. N2 adsorption/desorption showed a BET specific surface area of 1,303 m2 g-1, pore volume of 1.23 cm3 g-1 and average diameter of 2.45 nm. PZC measurements showed a pHPZC of 2.69. The adsorption of methylene blue by Al-MCM-41 adsorbent showed high kinetic and high adsorption capacity, with values around 316 mg g-1. / O material mesoporoso Al-MCM-41 produzido a partir de caulim, matÃria-prima de baixo custo, por meio de rota hidrotÃrmica com tratamento Ãcido, mostrou-se promissor para ser usado como adsorvente do corante azul de metileno. O processo de sÃntese da Al-MCM-41 Ã baseado na calcinaÃÃo do caulim, desaluminizaÃÃo por tratamento Ãcido, sÃntese hidrotÃrmica e eliminaÃÃo do surfactante. A caracterizaÃÃo do material mesoporoso foi realizada por meio de tÃcnicas como: difraÃÃo de raios-X, espectroscopia vibracional na regiÃo do infravermelho, ressonÃncia magnÃtica nuclear no estado sÃlido de 29Si e 27Al, microscopia eletrÃnica de varredura, microscopia eletrÃnica de transmissÃo e adsorÃÃo de N2. A anÃlise de difraÃÃo de raios-X em baixo Ãngulo da Al-MCM-41 permitiu a determinaÃÃo do parÃmetro de cÃlula que apresentou valor de 4,02 nm. As anÃlises de microscopia eletrÃnica de varredura e de transmissÃo revelaram importantes propriedades morfolÃgicas do material sintetizado. Utilizando as medidas de adsorÃÃo e desorÃÃo de gÃs N2 a Ãrea superficial especÃfica BET da Al-MCM-41 apresentou valor 1.303 m2 g-1, com um volume de poros de 1,23 cm3 g-1 e diÃmetro mÃdio de 2,45 nm. O teste do PZC determinou um pHPZC de 2,69. Os testes de adsorÃÃo do azul de metileno pelo adsorvente Al-MCM-41 mostraram que o mesmo apresenta alta capacidade de adsorÃÃo com valores em torno de 316 mg g-1.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Os resÃduos sÃlidos agroindustriais sÃo bastante estudados devido a sua abundÃncia e baixo custo para a recuperaÃÃo de efluentes industriais utilizando processos de adsorÃÃo. Neste trabalho utilizou-se o pà da casca de coco verde como adsorvente para remoÃÃo de metais pesados de efluentes aquosos produzidos por indÃstrias de eletrodeposiÃÃo localizadas em Juazeiro do Norte (CearÃ-Brasil). Sistemas de adsorÃÃo em batelada e coluna foram estudados. Na primeira etapa deste trabalho foram investigados o tratamento quÃmico, o efeito da granulometria, o efeito da concentraÃÃo do adsorvente e o efeito do pH. Os resultados mostraram que o tratamento aplicado no pà da casca de coco verde com NaOH 0,1mol.L-/3h foi mais eficiente. Este material foi usado para o estudo de adsorÃÃo dos metais com as seguintes caracterÃsticas: faixa de granulometria de 60-99 mesh, concentraÃÃo de 40g/L e pH 5,0. O estudo de cinÃtica indicou que o equilÃbrio de adsorÃÃo multielementar foi atingido em 5 minutos (pH 5,0) e segue cinÃtica de pseudo-segunda ordem. As capacidades mÃximas de adsorÃÃo observadas nos estudos de equilÃbrio para um sistema multielementar foram: 7,89; 1,72; 3,24; 13,26 e 5,09 mg/g para Pb+2; Ni+2; Cd+2; Zn+2 e Cu+2, respectivamente. Na segunda etapa da pesquisa foram realizados experimentos para otimizaÃÃo das condiÃÃes operacionais da coluna. Os resultados mostraram que uma velocidade de fluxo de 2mL/min e uma altura de 10cm do leito aumentaram o percentual de remoÃÃo para todos os metais tÃxicos estudados. As curvas de ruptura investigadas para um sistema multielementar indicaram que a ordem das capacidades de adsorÃÃo foi a seguinte: Cu+2 > Pb+2 > Cd+2 > Zn+2 > Ni+2. A aplicabilidade dos estudos de coluna numa amostra real oriunda de empresas de galvanoplastia contendo: Ni+2, Zn+2 e Cu+2 mostraram que a remoÃÃo dos Ãons tÃxicos aumenta quando o pH da soluÃÃo à 5,0. A dessorÃÃo dos Ãons metÃlicos, retidos na coluna, foi eficiente usando HNO3 1,0mol.L- como eluente. Os ensaios de reciclagem da coluna mostraram que o adsorvente pode ser utilizado apenas num ciclo. / The solid agroindustry residues are most studied, due its abundance and low cost for recovery of wastewater industry using process of adsorption. In this work was used the green coconut shell powder as adsorbent for the heavy metals removal from wastewater aqueous produced for electroplating industries localized in Juazeiro do Norte (Ceara-Brazil). Adsorption systems in batch and column were studied. In the first step of this work was investigated the chemical treatment, the particle size effect, adsorbent concentration and pH effect. The results showed that the treatment employed in the green coconut shell powder with NaOH 0.1mol.L-/3h was the most efficient. This material was used for the metals adsorption study with the following characteristic: particle size ranged 60-99 mesh, adsorbent concentration (40g/L) and pH 5.0. The kinetic study indicated that the adsorption equilibrium multielementary were achieved in 5 minutes (pH 5.0) and followed a pseudo-second order model. The maximum capacities of adsorption observed for the multielementary system were: 7.89; 1.72; 3.24; 13.26 and 5.09mg/g to Pb+2; Ni+2; Cd+2; Zn+2 and Cu+2, respectively. In the second step of the work were carried out experiments to otimization of the operational parameters of the column. The results showed that for a flow rate of 2mL/min and height bed of 10cm there is an increased on the metals removal. The breakthrough curves investigated to a system multi indicated that the order for column capacity was the follow: Cu+2 > Pb+2 >Cd+2 > Zn+2 > Ni+2. The parameters optimization of the column obtained with the synthetic effluents were applied in a real sample contained (Ni+2, Zn+2 and Cu+2) which showed that the toxic ions removal increased at pH 5.0. The desorption of the metals ions retained on the column was efficient using the HNO3 1,0mol.L- as eluent. The tests of recycling of the column showed that the adsorbent can be used only a cycle.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Neste trabalho foram realizados estudos de adsorÃÃo em batelada e de oxidaÃÃo avanÃada para a remoÃÃo de fenol (F), 2-nitrofenol (2NF) e 4-nitrofenol (4NF) em soluÃÃo aquosa. Nos estudos de adsorÃÃo foram empregados como adsorventes o pà de bagaÃo da casca de coco in natura (BIN), pà de bagaÃo in natura tratado com HCl 1,0 M (BT) e carvÃo ativado (CA) proveniente da carbonizaÃÃo a 250ÂC do pà de bagaÃo tratado com Ãcido. Experimentos de equilÃbrio e cinÃtica de adsorÃÃo foram realizados nas temperaturas de 28, 40 e 50ÂC. Isotermas de Langmuir e Freundlich correlacionaram bem os dados de equilÃbrio, indicando capacidades de adsorÃÃo (qmÃx) que aumentaram na ordem: CA >>> BT > BIN. Este comportamento denota uma adsorÃÃo caracterizada pelas interaÃÃes entre os elÃtrons  dos anÃis aromÃticos e os elÃtrons  das camadas grafÃticas do carvÃo, a qual à mais intensa que a verificada nos materiais celulÃsicos onde predomina a formaÃÃo de complexos doador-receptor entre os sÃtios oxigenados localizados na superfÃcie do adsorvente e o anel aromÃtico dos compostos fenÃlicos. Os melhores resultados de qmÃx em carvÃo ativado e pà de bagaÃo tratado com Ãcido foram obtidos para a adsorÃÃo de 2-nitrofenol à temperatura ambiente (28ÂC), correspondentes aos valores de 17,1 e 1,39 mg/g, respectivamente. Do ponto de vista cinÃtico o modelo de pseudo-segunda ordem apresentou melhor ajuste dos dados experimentais. Por outro lado, processos oxidativos avanÃados (POAs) das molÃculas fenÃlicas foram conduzidos para os tratamentos fotolÃtico (UV), fotoquÃmico (UV/H2O2), Fenton (Fe2+/H2O2) e eletroquÃmico com anodos dimensionalmente estÃveis (ADEs) de Ru0,3Ti0,7O2, Ru0,3Ti0,4Sn0,3O2 e Ru0,3Sn0,7O2. Os processos Fenton e fotoassistidos apresentaram condiÃÃes Ãtimas nas concentraÃÃes de 1,0 mM em Ãons Fe2+e 3,0 mM em H2O2 e taxa de radiaÃÃo (I0) de 64 mW/cm2. Os Ãxidos eletrocatalÃticos foram preparados por termodecomposiÃÃo de cloretos precursores a 500oC atà a formaÃÃo de filmes com 2,0 Âm de espessura sobre um suporte de titÃnio. A caracterizaÃÃo pelas tÃcnicas de EDX, MEV e Voltametria CÃclica mostrou composiÃÃes praticamente estequiomÃtricas, morfologia estrutural tipo cracked mud e elevado sobrepotencial para a reaÃÃo de desprendimento de oxigÃnio (RDO). Estudos de oxidaÃÃo para as molÃculas fenÃlicas mostraram o 2-nitrofenol como a espÃcie mais oxidÃvel e o fenol comum como a espÃcie menos reativa. As eficiÃncias de degradaÃÃo dos processos fotoassistidos foram particularmente elevadas (superiores a 80%) enquanto o sistema Fenton apresentou taxas de remoÃÃo entre 60 e 78%. A modelagem cinÃtica segundo o modelo de pseudo-primeira ordem adotado permitiu um bom ajuste dos dados experimentais. Os valores da constante cinÃtica 1/ (min-1) a 28ÂC mostraram a seguinte ordem: Fenton (8,16 min-1) > fotoquÃmico (6,95 min-1) >> fotolÃtico (1,98 min-1). Em adiÃÃo, estudos usando anodos eletrocatalÃticos (ADEs) a potencial constante de eletrÃlise de 2,0 V mostraram degradaÃÃes superiores a 93% para os nitrofenÃis e entre 65 e 86% para o fenol. Em termos, considerado o tipo de ADE empregado, a eficiÃncia de eletrooxidaÃÃo à temperatura ambiente obedece a seguinte ordem de eficiÃncia: Ru0,3Ti0,7O2 > Ru0,3Ti0,4Sn0,3O2 > Ru0,3Sn0,7O2. A anÃlise espectroscÃpica para identificaÃÃo de co-produtos indicou completa mineralizaÃÃo dos compostos fenÃlicos nos processos fotoquÃmico e eletroquÃmico, enquanto que nos processos Fenton e fotolÃtico foram detectados traÃos de produtos hidroxilados. Em geral, os resultados obtidos confirmam os processos adsortivos e oxidativos como tratamentos promissores para a despoluiÃÃo de sistemas aquosos contendo fenÃis e nitrofenÃis / In the present work the batch adsorption and advanced oxidation of phenol (F), 2-nitrophenol (2NF) and 4-nitrophenol (4NF) in aqueous phase has been studied. The adsorption experiments were conducted onto coconut shell powder (BIN), coconut shell powder treated with HCl 1.0M (BT) and coconut shell-based activated carbon (CA) obtained from carbonization at low temperature (250ÂC). Equilibrium and kinetic studies were carried out at temperatures of 28, 40 and 50ÂC. Langmuir and Freundlich isotherms correlated well the equilibrium data, indicating the adsorption capacity (qmax) increased in the order: AC>>> BT> BIN. This behavior denotes an adsorption characterized by dispersive interactions between the -electrons of the graphitic carbon basal planes and those of the aromatic rings of the adsorbate, which is more intense when compared to the cellulose materials where are dominant the donor-acceptor complex formation between the oxygenated sites onto adsorbent and aromatic rings of phenol compounds. The best results of qmax in activated carbon and coconut shell powder treated with acid were obtained for the adsorption of 2-nitrophenol at room temperature (28ÂC), corresponding to values of 17.1 and 1.39 mg/g, respectively. In all cases, the adsorption kinetics could be satisfactorily fitted by a pseudo-second order model. Advanced oxidation processes (AOP) were carried out for treatments such photolytic (UV), photochemical (UV/H2O2), Fenton (Fe2+/H2O2) and electrochemical oxidation with dimensionally stable anodes (DSA) type Ti/Ru0.3Ti0.7O2, Ti/Ru0.3Ti0.4Sn0.3O2 and Ti/Ru0,3Sn0,7O2. The Fenton and photoassisted tests were performed to optimized conditions of 1.0 mM of Fe2+ ions, 3.0 mM of H2O2 and radiation intensity (I0) of 64 mW/cm2. Particularly, electrocatalytic oxides were prepared by thermal decomposition of chloride precursors to 500oC until the formation of films with thickness constant of 2μm on titanium support. The characterization by EDX, SEM and Cyclic Voltammetry techniques showed a nearly stoichiometric composition, morphology type âcracked mudâ and elevated overpotencial from oxygen evolution reaction (OER). Degradation efficiencies in photoassisted processes were particularly high (> 80%) while in the Fenton system this values ranged between 60 and 78%. The kinetic modelling using the equation of pseudo-first order adopted allowed a good fit of experimental data. The values of kinetic constant 1/ (min-1) at room temperature showed the following order: Fenton (8.16 min-1) > Photochemical (6.95 min-1) >> photolytic (1.98 min-1). In addition, studies using the electrocatalytic anodes at constant potential electrolysis of 2.0 V showed almost total degradation for the nitrophenols (> 93%) and moderate removal efficiencies for phenol (between 65 and 86%). In terms, considered the type of anode employed the electrooxidation efficiency at room temperature increase in the following order of reactivity: Ru0.3Ti0.7O2 > Ru0.3Ti0.4Sn0.3O2 > Ru0.3Sn0.7O2. Thus, the results confirm the applicability of adsorption and advanced oxidation processes as promising treatments in the remediation of aqueous systems containing phenol and nitrophenols