Neste trabalho, areias descartadas de fundição, que representam um dos resíduos industriais de maior volume gerados, foram caracterizadas e testadas como material alternativo para uma série de aplicações, a saber: fotocatálise, polimerização, adsorção e na síntese de zeólitas. Amostras de diferentes areias foram testadas como suportes em fotocatálise para degradação de rodamina B. Para fins comparativos, titânia comercial (P25) foi utilizada. Os catalisadores de titânia suportados sobre as areias apresentaram maior atividade catalítica que a titânia comercial sob luz solar. Os catalisadores metalocênicos suportados in situ apresentaram capacidade catalítica superior à do sistema homogêneo na polimerização de etileno. Areia verde foi testada como material alternativo para a adsorção de corantes (rodamina B e azul de metileno) em solução aquosa cuja capacidade máxima de adsorção para cada corante foi de 28,50 mg.g-1 para o azul de metileno e 32,34 mg.g-1 para a rodamina B. Dos quatro modelos de equilíbrio de adsorção aplicados, o de Langmuir foi o mais adequado para explicar o processo. Areia verde, previamente tratada com solução de NaOH (24 h) permitiu a obtenção de Zeólita A com alta pureza, porém com baixo rendimento. O conjunto de resultados indicou que as areias descartadas de fundição têm potencial de uso para as aplicações propostas. / In this work, discarded foundry sands, which represent an industrial waste generated at a higher volume, were characterized and tested as an alternative material for a number of applications, namely: photocatalysis, polymerization, adsorption and zeolite synthesis. Samples of different sands were tested as supports for degradation photocatalysis for rhodamine B. For comparative purposes, commercial titania (P25) was also evaluated. Titania supported catalyst on the sands had higher catalytic activity than the commercial one under sunlight irradiation. The in situ supported metallocene catalysts have shown catalytic activity higher than the homogeneous one in the polymerization of ethylene. Green sand was tested as an alternative material for the adsorption of dyes (rhodamine B, methylene blue) in aqueous solution. The maximum adsorption capacity for each dye was 28.50 mg g-1 for methylene blue and 32.34 mg g-1 for rhodamine B. Of the four applied adsorption equilibrium models, Langmuir was suitable to describe the process. Green sand after pretreatment with NaOH solution (24 h) allowed to obtain high purity Zeolite A, but with low yield. This set of results indicated that the discarded foundry sands may have potential use for the proposed applications.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química / Made available in DSpace on 2012-10-22T13:44:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226924.pdf: 455596 bytes, checksum: 5032bb52b48cee9da0edc0b8fadfc9fd (MD5) / O presente trabalho teve como objetivo a utilização de microesferas de quitosana reticulada com epicloridrina e impregnada com heparina para estudar a adsorção dos íons cobre (II) em solução aquosa. Os grupos sulfonatos e carboxílicos presentes na matriz polimérica da heparina e o grau de desacetilação da quitosana foram determinados por titulação condutimétrica. As microesferas de quitosana foram preparadas pelo método de inversão de fases, a seguir foram reticuladas com epicloridrina. As microesferas de quitosana reticulada foram impregnadas com heparina. As microesferas foram caracterizadas por IV, TGA e DSC, tais técnicas permitiram identificar um novo material. Os estudos do pH na adsorção dos íons cobre (II) mostram que o pH ótimo de adsorção ocorreu em pH 6,0, tanto para as microesferas de QTSR, quanto para as microesferas de QTSR-HEP. A partir dos estudos cinéticos verificou-se que o equilíbrio de adsorção foi alcançado após 8 horas para as microesferas de QTSR e após 25 horas para as microesferas de QTSR-HEP. Os estudos das isotermas de adsorção foram interpretados empregando o modelo matemático de Langmuir, onde a capacidade máxima de saturação da superfície das microesferas de QTSR e QTSR-HEP foi determinada, obtendo-se os valores 39,31 e 81,04 mg g-1, respectivamente. As interações entre o íon cobre (II) e a QTSR e a QTSR-HEP no processo de adsorção foram confirmadas por EPR serem de natureza química, com formação de complexo quadrado-planar apresentando distorção tetraédrica.

O presente trabalho descreve estudos relativos à validação e aperfeiçoamento de uma nova técnica de adsorção em flocos de materiais adsorventes pulverizados e seu uso em reator de leito expandido/fluidizado. A técnica consiste na utilização de polímeros aquo-solúveis para a floculação de suspensões aquosas de materiais adsorventes pulverizados, baseando-se no baixo custo dos mesmos e no fato de que a capacidade de adsorção dos flocos resultantes não é afetada significativamente pelo polímero floculante. O uso da técnica em reator de leito expandido/fluidizado possibilita ainda a vantagem de união dos processos de adsorção e separação sólido-líquido em uma única etapa. Os estudos foram realizados a partir da floculação de carvão ativado e zeólita natural pulverizados, separados e em mistura, para a adsorção de fenol e nitrogênio amoniacal (separados e misturados). Foi realizada uma adequada caracterização dos materiais particulados, incluindo a determinação de distribuição granulométrica, área superficial específica, potencial zeta, dentre outros. Estudos em escala de bancada foram realizados com ambos os poluentes e materiais adsorventes a fim de obter parâmetros de processo (capacidade de adsorção, cinética e concentração de floculante). Estudos em escala semipiloto com um reator de leito expandido/fluidizado de geometria cilíndrico-cônica foram realizados para estudar a adsorção dos poluentes em leito de flocos dos materiais adsorventes (separados e misturados), assim como a regeneração/reciclo do mesmo. A caracterização dos materiais apresentou propriedades semelhantes para ambos (distribuição granulométrica, potencial zeta) e outras distintas para cada um deles (massa específica, área superficial específica) A capacidade de troca catiônica da zeólita natural foi determinada em 1,02 meq NH4 +.g-1 (após homoionização com NaCl). Este material, proveniente do Chile, mostrou um significativo potencial de aplicação como adsorvente de corantes (como o azul de metileno) e, principalmente, de nitrogênio amoniacal. O floculante utilizado na geração dos flocos adsorventes, separados e misturados, foi do tipo poliacrilamida catiônica e sua concentração ótima foi de 4 e 5 mg.g-1, respectivamente. Os resultados obtidos nos estudos em escala de bancada (batelada) mostraram elevada cinética (valor médio de 0,3 min-1) e alta capacidade (valor médio de 13,4 mg NH3-N.g-1) em pH neutro (aproximadamente 6) para a adsorção de nitrogênio amoniacal em zeólita natural pulverizada e floculada. No caso da adsorção de fenol em carvão ativado pulverizado e floculado, foram obtidas uma alta cinética (valor médio de 0,8 min-1) e elevada capacidade (156 mg.g-1). Os dados cinéticos e de equilíbrio foram adequadamente descritos por um modelo cinético para reações reversíveis de primeira ordem e pelas isotermas de Langmuir e Freundlich, respectivamente. Tanto a cinética quanto a capacidade de adsorção não mostraram-se afetadas de forma significativa pelo uso do polímero floculante, sendo observada uma ausência de sinergismo na adsorção dos poluentes devido à mistura dos dois materiais adsorventes, tanto pulverizados quanto floculados. Os resultados obtidos nos estudos em escala semipiloto validaram a utilização de flocos de zeólita natural e carvão ativado pulverizados (não- misturados) em reator de leito expandido/fluidizado na adsorção de nitrogênio amoniacal (11 mg NH3-N.g-1) e fenol (132 mg.g-1), respectivamente, dentro das condições experimentais estabelecidas (taxas de aplicação de 38 e 19 m.h-1, respectivamente) A regeneração/reciclo do leito saturado de flocos mostrou-se viável para o caso da adsorção de nitrogênio amoniacal em zeólita natural, sendo insatisfatória para o leito de carvão ativado saturado em fenol. O uso de leitos mistos mostrou-se eficaz e com vantagens tais como a adsorção de múltiplos poluentes em uma única etapa e a possibilidade de aumento da taxa de aplicação no uso de materiais adsorventes menos densos (carvão ativado) misturados com materiais adsorventes de maior massa específica (zeólita natural). Uma pré-avaliação dos custos operacionais envolvidos na técnica para uso em reator de leito expandido/fluidizado foi realizada, sendo estimados entre 0,32 e 1,48 US$.m-3 (volume de solução sintética de poluente tratada até o ponto de exaustão do leito). Finalmente, são discutidas as potencialidades, vantagens/desvantagens e a viabilidade da nova técnica como processo físico-químico alternativo de adsorção em materiais adsorventes pulverizados.

O presente trabalho descreve estudos relativos à remoção de íons de soluções aquosas via adsorção em zeólitas, apresentando e validando técnicas utilizando zeólitas ativadas, funcionalizadas, saturadas (após acúmulo de poluentes ou contaminantes) e na forma de flocos (ou partículas floculadas), com polímeros floculantes. A modificação de zeólitas naturais pulverizadas foi realizada pela ativação via reação das zeólitas com sais contendo os cátions Na+ seguida de funcionalização com íons Ba+2 e/ou Cu2+, respectivamente. Foram realizados estudos, em escala de bancada, de adsorção de íons sulfato e isopropilxantato (reagente residual da mineração) em materiais ativados e funcionalizados, nas formas floculada e pulverizada. As amostras de zeólita natural (aproximadamente 48 % clinoptilolita e 30 % mordenita) foram preparadas e caracterizadas quanto à distribuição granulométrica (dmédio: 25,4 μm), umidade (2,5 %), porosidade (0,89), área superficial (80 m2.g-1), massa específica (2,2 g.cm-3), potencial zeta, capacidade de troca catiônica (1,08 meq NH4 +.g-1), microestrutura e composição mineralógica. Os resultados obtidos nos estudos de adsorção mostraram que a zeólita natural não apresenta qualquer capacidade de adsorção de íons sulfato e isopropilxantato, porém, a zeólita ativada (ZA-Na) e posteriormente funcionalizada proporciona significativas remoções de ambos. Os estudos de adsorção de íons sulfato em ZF com íons bário (ZF-Ba) e de isopropilxantato em zeólita pulverizada funcionalizada com íons cobre (ZF-Cu) mostraram elevada cinética (0,24 min-1 e 0,46 min-1, respectivamente) com dados que seguem o modelo das reações de primeira ordem. Ainda, os dados de equilíbrio ajustaram-se adequadamente ao modelo matemático de Langmuir, sendo os valores obtidos para os parâmetros de qm e K de 1,3 meq.g-1 e 0,10 L.meq-1 para íons sulfato e de 0,34 meq.g-1 e 386 L.meq-1.g-1, para íons isopropilxantato. Outra descoberta foi a reutilização dos materiais adsorventes saturados com íons sulfato, na adsorção de íons bário (típico metal pesado), com subseqüente uso desta zeólita saturada com íons bário (ZF-SO4-Ba), em novos estudos de adsorção de íons sulfato (qm Langmuir: 1,1 meq.g-1), apresentando-se como um adsorvente renovável com capacidade de realizar contínua adsorção-remoção de íons. Visando a alternativa de separação S/L das zeólitas funcionalizadas e saturadas com poluentes (e/ou contaminantes), na forma de flocos seguindo técnica desenvolvida no Laboratório de Tecnologia Mineral e Ambiental (LTM - UFRGS), foram estudadas as características de floculação para polímeros de alto peso molecular. Os flocos foram gerados com floculantes convencionais tipo poliacrilamidas catiônica e aniônica, nas concentrações de 0,5-1,5 mg.g-1. Os dados de equilíbrio obtidos nos estudos de adsorção de íons sulfato em flocos de zeólitas funcionalizadas mostraram que a capacidade de adsorção (qm Langmuir: 1,1 meq.g-1) não é afetada significativamente pelo polímero catiônico. Entretanto, no caso da remoção de íons isopropilxantato a influência do floculante catiônico é constatada pela expressiva elevação da capacidade de adsorção (qm Langmuir: 1,1 meq.g-1). Os flocos saturados com íons sulfato também mostraram elevada capacidade de adsorção de íons bário (qm Langmuir: 1,2 meq.g-1). Dentro deste contexto, as zeólitas ativadas e funcionalizadas, na forma pulverizada ou na forma de flocos, criam novas opções na área de adsorção de poluentes e contaminantes em materiais naturais. Ainda as zeólitas ativadas e funcionalizadas, com íons específicos e saturadas, na forma de flocos ou pulverizada, podem ser reusadas, como adsorventes exaustos. / The present work describes studies of ions removal from aqueous solutions by adsorption in zeolites showing and validating techniques of adsorption on activated, functionalised, saturated zeolites and on the form of flocs with flocculant polymers. The modification of powdered natural zeolites was carried out by activation with Na+ ions (NaCl) following functionalisation with Ba+2 and/or Cu2+ ions, respectively. Batch adsorption studies of sulphate ions and isopropylxanthate were performed on activated and functionalised materials on the flocculated and powdered forms. Natural zeolite samples (approximately 48 % clinoptilolite and 30 % mordenite) were prepared and a characterization was carried out including particle size distribution (dp: 25.4 μm), humidity (2.5 %), porosity (0.89), specific surface area (80 m2 g-1), specific mass (2.2 g cm-3), zeta potential, cation-exchange capacity (1.08 meq NH4 + g-1), microstructure and mineralogical composition. Adsorption studies showed that natural zeolite does not adsorb sulphate ions neither isopropylxanthate. However, the activated and functionalised zeolites (ZAF) enables significant removals for both. Adsorption studies data of sulphate ions uptake in functionalised powdered zeolite with barium ions (ZF-Ba) and isopropyl xanthate in functionalised powdered zeolite with copper ions (ZF-Cu) showed high kinetic (0.24 min-1 and 0.46 min-1) through a first-order reaction kinetic model. The data equilibrium obtained were properly described by Langmuir isotherms with parameters of qm and K of 1.3 meq g-1 and 0.10 l meq-1 for sulphate ions and 0.34 meq g-1 and 386 l meq-1 for isopropyl xanthate. Another feature was the reuse of saturated adsorbent materials with sulphate ions, on the adsorption of barium ions (typical heavy metal ion), with subsequent use of the saturated zeolite (with barium ions), on new adsorption studies that showed high capacity of sulphate ions adsorption (qm Langmuir: 1.1 meq g-1) behaving as a renewable adsorbent with a continuous capacity of adsorption-removal of ions. Aiming a solid/liquid separation alternative of saturated and functionalised zeolites, as flocs form, flocculation features for polymers of high molecular weight were studied. Flocs were generated with conventional flocculants as cationic and anionic polyacrylamides on concentrations of 0.5 - 1.5 mg g-1. The equilibrium data obtained with the adsorption studies of sulphate ions in flocs of functionalised zeolite showed that adsorption capacity (qm Langmuir: 1.1 meq g-1) is not affected by the cationic flocculant, however, the isopropylxanthate removal is highly increased (qm Langmuir: 1.1 meq g-1) with the cationic polymer presence. Yet, flocs saturated with sulphate ions showed high adsorption capacity (qm Langmuir: 1.2 meq g-1). Activated and functionalised zeolites, on the powdered or flocs form, create new options in the area of adsorption of pollutants and contaminates on natural materials. Yet, the activated and functionalised zeolites with specific ions and saturated on the flocs form or not, can be reused as form of exhausted adsorbents.

NOGUEIRA, K. A. B. Estudo da adsorção de biomoléculas (Albumina de soro bovino e Lisozima) em materiais mesoporosos. 2016. 65 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-04-10T18:12:56Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_kabnogueira.pdf: 2269829 bytes, checksum: 47723af91c2d6587c7cf897a0d30d9a0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-12T16:27:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_kabnogueira.pdf: 2269829 bytes, checksum: 47723af91c2d6587c7cf897a0d30d9a0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-12T16:27:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_kabnogueira.pdf: 2269829 bytes, checksum: 47723af91c2d6587c7cf897a0d30d9a0 (MD5) Previous issue date: 2016-09-09 / The adsorption of proteins on solid surfaces has application in many different fields such as biomedicine, biomolecule separation, effluent treatment. This study investigates the adsorption of two biomolecules (bovine serum albumin - BSA and lysozyme - LYS) on mesoporous materials obtained from two different sources, a layered double hydroxide and a mesoporous silica. In the first part of this study , HDL (layered double hydroxide) was synthesized through the coprecipitation method using two different types of metals, zinc (Zn-Al) and magnesium (Mg-Al). The adsorption of BSA was evaluated in batch system to check the influence of the buffer solution, the contact time and the initial concentration. Experiments fixed bed were also performed to evaluate the dynamics of adsorption of BSA in HDL as well as regeneratable material. The maximum amount of adsorbed BSA was in 50mM sodium acetate buffer at pH 4.8 (the isoelectric point of the protein) to the Mg-Al LDH and 50mM MES buffer at pH 6.7 to the Zn-Al LDH. For Langmuir and Langmuir-Freundlich models we got 338.74 mg g-1 and 346.54 mg g-1 for Zn-Al LDH and 196.12 and 197.80 mg g-1 for Mg-Al LDH respectively. The results indicate that for the double lamellar hydroxides the charge density of the Zn-Al LDH with the contributions of other interactions such as hydrogen bonding or Van der Waals interaction promotes the better adsorption in 50mM MES pH 6.7 buffer of serum albumin bovine. In the second part of the SBA-15 material was synthesized by hydrothermal method with the addition of the componente 1,3,5-trimethylbenzene (TMB) and used in adsorption of biomolecules dissolved in solutions with different concentrations of sodium chloride. The maximum amount of BSA was adsorbed in 50mM sodium acetate buffer at pH 4.8 (the isoelectric point of the protein) and the LYZ was adsorbed in 50mM Tris HCl buffer at pH 10. The Langmuir model obtained 403.63 mg.g -1 for adsorption of BSA and 677.93 mg g-1 for adsorption of LYS. For adsorption results with LYZ revealed the occurrence of precipitation due to the phenomenon of "salting-out" when there is addition of salt to the solution and thus the reduction in protein adsorption capacity of the material. / A adsorção de proteínas em superfícies sólidas tem sua aplicação em diversos campos tais como: biomedicina, separação de biomoléculas, tratamento de efluentes. O presente trabalho investiga a adsorção de duas biomoléculas – modelo (albumina de soro bovino – BSA e lisozima – LYS) em materiais mesoporosos obtidos de duas fontes diferentes, um hidróxido duplo lamelar e uma sílica mesoporosa. Na primeira parte do trabalho foi sintetizado HDL (hidróxido duplo lamelar) através do método de coprecipitação utilizando dois diferentes tipos de metais, zinco (Zn-Al) e magnésio (Mg-Al). A adsorção de BSA foi avaliada em batelada para verificar a influência da solução tampão, o tempo de contato e a concentração inicial. Experimentos em leito fixo também foram realizados para avaliar a dinâmica de adsorção da BSA em HDL como também a regenerabilidade do material. A máxima quantidade de BSA adsorvida foi em tampão acetato de sódio 50mM no pH 4,8 (ponto isoelétrico da proteína) para o HDL Mg-Al e tampão MES 50mM no pH 6,7. Para os modelos de Langmuir e Langmuir-Freundlich obtivemos 338,74 e 346,54 mg.g-1 para o HDL Zn-Al e 196,12 e 197,80 mg.g-1 para o HDL Mg-Al respectivamente. Os resultados indicam que para os hidróxidos duplo lamelares a densidade de carga do HDL Zn-Al com as contribuições de outras interações como ligação de hidrogênio ou interação de Van der Waals favorece a pH 6,7 do tampão MES 50mM a adsorção de albumina de soro bovino. Na segunda parte o material SBA-15 foi sintetizado pelo método hidrotérmico com a adição do componente 1,3,5 trimetilbenzeno (TMB) e utilizado na adsorção de biomoléculas dissolvidas em soluções com diferentes concentrações de cloreto de sódio. A máxima quantidade de BSA adsorvida foi em tampão acetato de sódio 50mM no pH 4,8 (ponto isoelétrico da proteína) e para a LYZ foi em tampão Tris HCl 50mM no pH 10. Para o modelo de Langmuir obtivemos 403,63 mg.g-1 para BSA e 677,93 mg.g-1 para LYS. Para os resultados de adsorção de LYZ observou-se a ocorrência de precipitação, devido ao fenômeno de “salting-out” quando há adição de sal ao meio e assim a redução da capacidade de adsorção na proteína no material.

BARRETO, A.C.H. O. Modificações químicas em fibras lignocelulósicas para obtenção e aplicação em biocompósitos de matriz fenólica derivada de LCC e na biossorção de metais .2008. 89 f. Dissertação (Mestrado em Química Inorgânica) – Centro de Ciências , Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by irlana araujo (irlanaaraujo@gmail.com) on 2011-11-09T17:15:30Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_An Barreto.pdf: 14872442 bytes, checksum: d19bd8f517285fe91d36bb070ddc415d (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Nascimento(vieiraaline@yahoo.com.br) on 2011-11-11T11:08:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_An Barreto.pdf: 14872442 bytes, checksum: d19bd8f517285fe91d36bb070ddc415d (MD5) / Made available in DSpace on 2011-11-11T11:08:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_An Barreto.pdf: 14872442 bytes, checksum: d19bd8f517285fe91d36bb070ddc415d (MD5) Previous issue date: 2008-02-20 / In this work, lignocellulosic fibers from two sources (sisal and banana pseudo stem) were used as reinforcing agents in the preparation of phenolic matrix composites derived from cashew nut shell liquid (CNSL) and as material to adsorb toxic metals (Pb+2, Ni+2, Cd+2, Zn+2 and Cu+2). Surface changes were induced in the sisal fibers by immersion in alkali solutions at 5% and 10% concentrations, while for the banana stem material the concentrations were 0.25%, 0.5% and 1%. Then the fibers were treated with sodium hypochlorite (NaClO/H2O 1:1) to bleach and soften them. Scanning electron microscopy showed significant improvement in the fiber surfaces after chemical treatment. All treatments made the fibers more adsorbent than the untreated material. However, the treatments with NaOH 5% and NaOH 0.25% were more effective than the others. For the composites of these fibers, after the alkali treatment was verified an improved interface between the reinforcement agent and phenolic matrix. The following techniques were used to characterize the lignocellulosic fibers: atomic absorption spectrophotometry, thermogravimetry (TG), X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), measurement of electric properties (dielectric permittivity, loss tangent and dielectric conductivity), infrared spectroscopy (IR), biodegradation in simulated soil and scanning electron microscopy (SEM). The composites obtained were characterized by dynamic mechanical analysis (DMA), differential scanning calorimetrry (DSC), TG and SEM. The results revealed that the sisal composites performed better as reinforcement of phenolic matrixes than banana tree composites, possibly due to the higher content of cellulose, which is the component of lignocellulosic fibers that provides mechanical resistance. / Este trabalho relata a utilização das fibras de sisal e bananeira como agente de reforço na preparação de compósitos de matriz termorrígida fenólica derivada do LCC (Líquido da Casca da Castanha de Caju) e como material adsorvedor de metais tóxicos (Pb+2, Ni+2, Cd+2, Zn+2 e Cu+2). Foram conduzidas modificações superficiais nas fibras de sisal através de tratamento alcalino (NaOH) nas concentração 5% e 10% e bananeira nas concentrações de 0,25%, 0,5% e 1% seguido de branqueamento e amaciamento das fibras com hipoclorito de sódio (NaClO/H2O 1:1). As análises de investigação das fibras de sisal e bananeira apresentaram claramente modificações estruturais como conseqüência da remoção parcial de macrocomponentes (hemicelulose, celulose e lignina) após tratamento químico. Constatou-se também que todos os tratamentos aplicados às fibras vegetais, em geral, tornaram o adsorvente (fibras) mais eficiente (adsortivo) em relação ao material bruto, entretanto os tratamentos com NaOH 5% e NaOH 0,25% aplicados nas fibras de sisal e bananeira respectivamente, foram mais efetivos que os demais tratamentos correspondentes. Para os compósitos dessas fibras, foi observado que após o tratamento alcalino, com a remoção de componentes não celulósicos, ocorreu de fato uma melhor adesão agente de reforço/matriz fenólica. Para caracterização das fibras lignocelulósicas foram utilizadas as seguintes técnicas: Espectrofotometria de absorção atômica (EAA), Termogravimetria (TG), Difração de Raios-X (DRX), Fluorescência de Raios-X (FRX), Medidas Dielétricas (Tangente de perda dielétrica, Condutividade dielétrica e Permissividade dielétrica), Espectroscopia no infravermelho (IV), Biodegradação em solo simulado e MEV (Microscopia de Varredura Eletrônica). Os compósitos obtidos foram caracterizados através de análise dinâmico mecânica (DMA), TG, Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e MEV. Os resultados revelaram que os compósitos de sisal apresentaram melhores resultados como reforço de matriz fenólica que os compósitos de bananeira, possivelmente devido ao maior teor de celulose, que é o componente das fibras lignocelulósicas que confere resistência mecânica.

GONÇALVES, D. V. Simulação molecular da adsorção de gases em estruturas metalorgânicas mesoporosas. 2014. 60 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-12-16T12:12:10Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_dvgonçalves.pdf: 1198893 bytes, checksum: 8609d12f1c2d168d12ecc27a196ed78f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-12-18T13:52:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_dvgonçalves.pdf: 1198893 bytes, checksum: 8609d12f1c2d168d12ecc27a196ed78f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-18T13:52:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_dvgonçalves.pdf: 1198893 bytes, checksum: 8609d12f1c2d168d12ecc27a196ed78f (MD5) Previous issue date: 2014-01-27 / Mesoporous metal-organic frameworks (MOFs) have been widely studied because their potencial adsorption application such as gas storage and separation. Molecular simulation has been used as a tool for MOFs characterization for adsorption applications. Although conventional force fields do surprisingly well for describing adsorption in many MOFs, their applicability has been criticized for describing the interaction with open metal sites. However, ab initio calculations based on the Density Functional Theory (DFT) have been used to determine force field parameters with more precision. In this work, we studied the gas adsorption in MIL-100 and MIL-101 by molecular simulation. Once these MOFs present open metal sites, we evaluate the use of quantum methods for force field parameters determination. This evaluation was realized through a study of hydrogen adsorption in Cu-BTC. / As estruturas metalorgânicas (MOFs) mesoporosas têm sido bastante estudadas devido ao grande potencial para o armazenamento e para a captura de gases que têm apresentado. A simulação molecular tem sido bastante utilizada como ferramenta de caracterização de MOFs para aplicações envolvendo adsorção. Nos estudos da adsorção nestas estruturas através da simulação molecular, os campos de forças convencionais têm sido criticados por falhar na representação das isotermas de adsorção, especialmente, nas MOF com sítios metálicos abertos. Por outro lado, métodos quânticos ab initio baseados na Teoria do funcional da densidade, têm sido utilizados para determinar parâmetros de campo de força mais precisos. Neste trabalho, estudou-se a adsorção de gases nas estruturas metalorgânicas MIL-100 e MIL-101 através de simulação molecular. Tendo em vista a presença de sítios metálicos abertos nestas estruturas, avaliou-se ainda o uso de métodos quânticos para determinação de parâmetros de campo de força. Esta avaliação foi realizada através de um estudo da adsorção de H2 em Cu-BTC.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-02-13T03:10:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 350333.pdf: 1888337 bytes, checksum: e0adcd90112609f60f2b89e8c8eb5fb5 (MD5) Previous issue date: 2017 / O fluoreto é um poluente hídrico que pode causar sérios problemas de saúde, haja vista que a exposição prolongada a águas com concentrações de fluoreto superiores a 1,5 mg.L-1 pode provocar doenças como a fluorose dental e esquelética. Nos últimos anos, diversas tecnologias para a remoção de fluoreto em meio aquoso têm sido desenvolvidas e estudos apontam que a adsorção é um dos processos mais atraentes para este fim. No presente estudo avaliou-se a capacidade de adsorção da resina Amberlite IRA-400 na forma de zircônio complexado com sulfato para remoção de altas concentrações de fluoreto em amostras aquosas, utilizando o processo de adsorção em coluna de leito fixo.Um planejamento experimental composto central foi utilizado para estimar o efeito do pH e da vazão de alimentação sobre a capacidade máxima de adsorção do leito e com base nesses resultados determinou-se a condição ótima de operação do processo. Observou-se que no intervalo estudado; 0,35 a 11,6 ml·min-1 e ph 1,6 a 4,4; a vazão de alimentação exerce efeito significativo no desempenho da coluna, todavia o pH da solução é um fator ainda mais significativo. A maior capacidade de adsorção de fluoreto, 38,53 mg.g-1, foi alcançada nas condições de maior vazão de alimentação (11,6 mL.min-1) e pH 3. O modelo de Thomas foi utilizado para prever o comportamento da curva de ruptura completa e se mostrou adequado para representar o sistema. Entretanto, o modelo de Adams- Bohart não ofereceu concordância com os dados experimentais. Nos estudos de regeneração do adsorvente, o material apresentou bom potencial, podendo ser reutilizado por pelo menos cinco ciclos de adsorção-dessorção. Na presença de íons sulfato e cloreto na solução aquosa, a capacidade máxima de adsorção de fluoreto do leito não foi prejudicada de forma expressiva, passando a ser 33,40 mg.g-1. Os resultados obtidos sugerem que resina Amberlite IRA-400 na forma de zircônio complexo comsulfato se mostra um interessante material adsorvente de fluoreto em amostras aquosas utilizando o processo de adsorção em coluna de leito fixo. / Abstract : Fluoride is one of the main pollutants in water and it causes health problems, whereas prolonged exposure to water fluoride concentrations greater than 1.5 mg.L-1 can cause some diseases such as dental and skeletal fluorosis. Recently, many technologies to removal of fluoride from aqueous medium have been developed and studies have shown that adsorption is one of the most attractive processes for this purpose. Hence, the aim of this study, the adsorption capacity of Amberlite IRA- 400 resin modified with zirconium-sulfate complex was evaluated to removal of high fluoride concentrations from aqueous samples, in fixed bed column. Through a central composite design it was possible estimate the effect of pH and flow rate on the adsorption capacity of the bed and based on these results the best operating conditions were determined. It was noticed by the experimental design that the variation of flow rate had significant effect on the performance of the column; however, the pH of the solution is a crucial factor. Highest fluoride adsorption capacity, 38,53 mg.g-1, was achieved under the conditions of highest flow rate (11.6 mL.min-1) and pH 3. Thomas model was used to predict the breakthrough curves, and reproduced adequately the system. However, Adams-Bohart model did not agree with the experimental data. Regeneration studies showed that the adsorbent presented high efficiency of removal of fluoride for, at least, five cycles of adsorption- desorption. Slight decreases of fluoride adsorption were observed in presence of coexisting ions in aqueous samples, in this case the fluoride adsorption capacity was 33,40 mg.g-1. The results suggest that Amberlite IRA-400 resin modified with zirconium-sulphate complex is a potential adsorbent material, and can be used to removal of fluoride from aqueous samples in fixed bed column.

DIOGENES, T. S. Captura de CO2 em zeólita natural por adsorção. 2016. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-08-03T12:19:03Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_tsdiogenes.pdf: 2476583 bytes, checksum: 2f4bc4c64e7893d125ee11ad4dff2f36 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-08-03T16:23:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_tsdiogenes.pdf: 2476583 bytes, checksum: 2f4bc4c64e7893d125ee11ad4dff2f36 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-03T16:23:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_tsdiogenes.pdf: 2476583 bytes, checksum: 2f4bc4c64e7893d125ee11ad4dff2f36 (MD5) Previous issue date: 2016-07-07 / The development of separation processes for CO2 capture has been encouraged by the negative impact of the presence of CO2 on gaseous mixture. The presence of CO2 in natural gas decreases the calorific value and tends to promote corrosion of equipments. Also, after combustion, carbon dioxide emissions to the atmosphere are believed to intensify the greenhouse effect. In this context, the use of porous materials such as molecular sieves to remove CO2 by adsorption-based processes has gained relevance as a clean and economically attractive technology. The aim of this work was to evaluate the use of clinoptilolite to capture CO2 under different scenarios. The characterization was carried out by XRD, Adsorption of N2 at -196 °C and CO2 at 9 °C, and TGA. Single component (CO2, N2 e CH4) and binary (CO2/CH4 e CO2/N2) isotherms were obtained by manometry and gravimetry. A mathematical model using the LDF approach was applied to simulate column dynamics and PSA processes. Results have shown that clinoptilolite is a microporous material, contradicting some literature also reports pointing out mesoporosity. TGA results demonstrated structural stability up to 600 °C. The diffractogram identified the following phases: clinoptilolite, cristobalite and silicon dioxide. Compared to commercial adsorbents, the textural properties of clinoptilolite, as surface area (192 m2 g-1) and total pore volume (0.0953 cm3 g-1), seem to be unfavorable for CO2 capture. The adsorption capacities of CO2, N2 and CH4 at 25 °C and 1 bar were 1.75, 0.43 and 0.78 mmol g-1, respectively. The equilibrium isotherms also revealed low adsorption capacity when compared to commercial adsorbents (ex. zeolite 13X and activated carbons). For 1 bar and 25 °C, the selectivities were 2.70 and 4.10 to CO2 in CO2/CH4 (45 %55 %) and CO2/N2 (15 %85 %), respectively. Simulation results have shown that although the material is selective for CO2, its use in processes such as PSA is not indicated under the studied conditions mainly due to its low working capacity. / A presença de CO2 em misturas gasosas gera impactos negativos que vêm estimulando o desenvolvimento de processos de captura e separação. O dióxido de carbono quando presente no gás natural, causa a redução do poder calorífico do CH4, além de corrosão nos equipamentos que contém a mistura. Já em cenários de pós-combustão, o CO2 emitido na atmosfera contribui para o agravamento do efeito estufa. Nesse contexto, o emprego de peneiras moleculares para capturar CO2 por adsorção tem ganhado destaque por se apresentar como uma tecnologia relativamente limpa e economicamente atrativa. O objetivo deste trabalho foi avaliar o emprego da zeólita clinoptilolita para captura de CO2. A caracterização do material foi realizada através de DRX, adsorção de N2 a -196 °C e CO2 a 9 °C; e TGA. As isotermas de adsorção mono (CO2, N2 e CH4) e binárias (CO2/CH4 e CO2/N2) foram obtidas por manometria e gravimetria. Os cenários de pré e pós-combustão foram adaptados à simulações para unidades de leito fixo e de PSA. O resultado da TGA demonstrou estabilidade estrutural até 600 °C. O difratograma identificou as seguintes fases: a zeólita clinoptilolita, cristobalita e óxido de silício. A adsorção de CO2 demonstrou que a clinoptilolita é microporosa contrariando trabalhos da literatura que também apontam mesoporosidade. As propriedades texturais, a área superficial (192 m2 g-1) e o volume total de poros (0,0953 cm3 g-1), são no entanto desfavoráveis, quando comparado com adsorventes comerciais. As capacidades de adsorção de CO2, N2 e CH4 a 25 °C e 1 bar foram 1,75, 0,43 e 0,78 mmol g-1, respectivamente. As isotermas de adsorção também revelaram uma capacidade de adsorção inferior a adsorventes comerciais (ex. zeólita 13X e carbonos ativados). Para 1 bar e 25 °C, a seletividade foi de 2,70 e 4,10 para CO2 em CO2/CH4 (45 %/55 %) e em CO2/N2 (15 %/85 %), respectivamente. Os resultados de simulação mostraram que embora o material seja seletivo para CO2, seu uso em processos como o PSA não é adequado sob as condições estudadas principalmente devido à baixa capacidade de trabalho apresentada pelo material.

RAULINO, G. S. C. Biossorção em sistema multielementar dos íons Pb2+, Cu2+, Ni2+, Cd2+ e Zn2+ em solução aquosa usando a vagem seca do feijão (Phaseolus vulgaris L.) modificada: otimização usando planejamento fatorial. 2016. 163 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-08-24T16:46:56Z No. of bitstreams: 1 Tese Giselle Raulino_final2.pdf: 6128301 bytes, checksum: cc18983381661392e7fe1a09e747d595 (MD5) / Rejected by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br), reason: renomear arquivo on 2016-08-24T16:50:39Z (GMT) / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-08-24T16:54:59Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_gscraulino.pdf: 6128301 bytes, checksum: cc18983381661392e7fe1a09e747d595 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-08-24T16:56:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_gscraulino.pdf: 6128301 bytes, checksum: cc18983381661392e7fe1a09e747d595 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-24T16:56:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_gscraulino.pdf: 6128301 bytes, checksum: cc18983381661392e7fe1a09e747d595 (MD5) Previous issue date: 2016-06-24 / The solid waste coming from agro-industries have been extensively studied as potential adsorbents for the treatment of environmental pollutants, as an alternative to traditional treatment methods. In order to improve the adsorption capacity of these materials, several chemical modifications are studied in the literature. In this context, this study aimed to investigate the process of acid modification of dry bean pod (Phaseolus vulgaris L.) after alkaline pretreatment using tannic acid (FAT), polyacrylic (FPACRIL) and polyacrylic-co acrylamide (FPAA) and evaluate their performances as adsorbents for the removal of Pb2+ Cu2+, Cd2+, Ni2+ and Zn2+ metal ions in multielement aqueous solution. For this the factorial design was used as a tool both in the stage of study of the variables that affect the modification process as the optimization stage of the adsorptive process. In the modifying step, it was observed that only the variable pH had a significant effect on the modification process with tannic acid. When the modifying agent was the polyacrylic acid both variable initial concentrations as weight were significant, while the temperature was the only significant variable in the modification with polyacrylic-co-acrylamide acid. The removal percentage of all metal ions from aqueous solutions increased on average by 45% after modification with the three acids. The best materials obtained in the modification step for the three acids were characterized and the analysis showed that the soluble lipid fraction was removed after the alkali treatment, improving the availability of adsorbent sites. The materials from the three modification showed good thermal stability to about 200°C and no morphological changes. The point of zero charge were between 2.91 and 3.59. The study of the process of the variables that influence the adsorption capacity was conducted in two stages. First a fractional experimental design was carried and was observed that the variables pH, initial concentration and mass of adsorbent were the most significant variables in the adsorption capacity of the materials studied for almost all metal ions. Then an optimization using a central composite design was performed. From the design, the quadratic models were obtained and the response surfaces were constructed for the three modified materials. The best conditions found for removal of five multi metals were: pH = 3.5; adsorbent mass = 200 mg; initial concentration of metal ions = 4.5 mM, for the three materials. The values predicted by the models in the optimized conditions were compared with experimental results and were statistically equal to the three materials. Of the three materials obtained, the dry bean pod modified with tannic acid (FAT) showed the best performance, achieving the removal of 1.0 mmol / g. Then FAT has been used in studies of kinetics and adsorption isotherm. The kinetic study indicated equilibration time of 2 hours, with the model of pseudo-second order been the best model that fit to the data. The experimental adsorption isotherm data set both the Langmuir model as the Freundlich. FAT material was compared to a commercial adsorbent (activated charcoal) featuring superior performance, resulting in adsorption capacity 75% greater than the capacity of the commercial material / Os resíduos sólidos oriundos de agroindústrias têm sido bastante estudados como potenciais adsorventes no tratamento de poluentes ambientais, como uma alternativa aos métodos de tratamento tradicionais. A fim de melhorar a capacidade de adsorção desses materiais, diferentes processos de modificações químicas são estudados na literatura. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo investigar o processo de modificação ácida da vagem seca do feijão (Phaseolus vulgaris L.) já submetida à pré-tratamento alcalino utilizando os ácidos tânico (FAT), poliacrílico (FPACRIL) e poliacrílico-co-acrilamida (FPAA) e avaliar seus desempenhos como adsorventes na remoção dos íons metálicos Pb2+, Cu2+, Cd2+, Ni2+ e Zn2+ em solução aquosa multielementar. Para isso o planejamento fatorial foi utilizado como ferramenta tanto na etapa de estudo das variáveis que afetam os processos de modificação quanto na etapa de otimização do processo adsortivo. Na etapa de modificação, foi observado que somente a variável pH teve efeito significativo no processo de modificação com ácido tânico. Quando o agente modificante foi o ácido poliacrílico, tanto as variável concentração inicial quanto a massa mostraram-se significativas, enquanto a temperatura foi a única variável significativa na modificação com ácido poliacrílico-co-acrilamida. Os percentuais de remoção de todos os íons metálicos das soluções aquosas aumentaram em média 45% após modificação com os três ácidos. Os materiais que apresentaram melhor desempenho na etapa de modificação para os três ácidos foram caracterizados e as análises mostraram que a fração lipídica solúvel foi removida após o tratamento alcalino, melhorando a disponibilidade dos sítios adsorventes. Os materiais oriundos das três modificações apresentaram boa estabilidade térmica até cerca de 200 ºC e não ocorreram alterações morfológicas. Os potenciais de carga zero encontrados situaram-se entre 2,91 e 3,59. O estudo do processo das variáveis que influenciam na capacidade de adsorção foi realizado em duas etapas. Primeiro um planejamento fracionário foi realizado e foi observado que as variáveis pH, concentração inicial e massa de adsorvente foram as variáveis mais significativas na capacidade de adsorção dos materiais estudados para quase todos os íons metálicos. Em seguida uma otimização utilizando um delineamento composto central rotacional foi realizada com as três variáveis citadas anteriormente. Os modelos quadráticos foram então obtidos e as superfícies de resposta foram construídas para os três materiais modificados. As melhores condições encontradas para remoção multi dos cinco metais foram: pH = 3,5; massa de adsorvente = 200 mg; concentração inicial dos íons metálicos = 4,5 mM, para os três materiais. Os valores preditos pelos modelos nas condições otimizadas foram comparadas a resultados experimentais e em geral, não diferem estatisticamente entre si. Dentre os três materiais obtidos, a vagem seca do feijão modificada com ácido tânico (FAT) foi o que apresentou melhor performance, atingido a remoção de 1,0 mmol/g. Apenas FAT foi usado nos estudos de cinética e isoterma de adsorção. O estudo cinético indicou tempo de equilíbrio de 2 horas, sendo o modelo de pseudo-segunda ordem o que melhor se ajustou aos dados. Os dados experimentais de isoterma de adsorção se ajustaram tanto ao modelo de Langmuir quanto ao de Freundlich. O material FAT foi comparado a um adsorvente comercial (carvão ativado) apresentando performance superior, resultando em capacidade de adsorção 75% maior que a capacidade do material comercial