Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-07-30T20:58:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Natália Trindade Pessôa.pdf: 2110761 bytes, checksum: c6773b20c15d60b0bfd49fa6d6996ede (MD5) / Rejected by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br), reason: on 2018-08-13T22:17:47Z (GMT) / Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-13T22:48:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Natália Trindade Pessôa.pdf: 2110761 bytes, checksum: c6773b20c15d60b0bfd49fa6d6996ede (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-17T17:45:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Natália Trindade Pessôa.pdf: 2110761 bytes, checksum: c6773b20c15d60b0bfd49fa6d6996ede (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-17T17:45:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Natália Trindade Pessôa.pdf: 2110761 bytes, checksum: c6773b20c15d60b0bfd49fa6d6996ede (MD5) Previous issue date: 2017-03-08 / CAPES / Os metais cádmio (Cd) e níquel (Ni) são contaminantes encontrados conjuntamente em efluentes das indústrias de pilhas e baterias e quando descartados de maneira inadequada são prejudiciais à saúde humana e ao meio ambiente. Dentre os tratamentos para remoção desses poluentes, o processo de adsorção é uma alternativa, e a preparação de adsorventes a partir de resíduos agroindustriais vem sendo incentivada visando a redução de impactos ambientais mediante a utilização da biomassa residual para outros fins. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de adsorvente preparado a partir da casca de amendoim na remoção dos íons Cd⁺² e Ni⁺² presentes em soluções aquosas. Foram preparados os adsorventes casca de amendoim (Cᴀ), casca de amendoim carbonizada (Cᴄarb), e carvão ativado quimicamente com ácido H₃PO₄ (Cᴀᴛǫ). A caracterização dos adsorventes foi realizada pelas técnicas de caracterização textural (BET), difração de raios-X (DRX), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), espectrometria de energia dispersiva de raios-X (EDS) e determinação do ponto de carga zero (pHpcz) apenas para Cᴄarb e Cᴀᴛǫ. Os experimentos foram realizados em pH natural das soluções. Foram avaliados o efeito da relação massa/volume, estudos cinético e de equilíbrio para os íons Cd⁺² e Ni⁺², avaliação da capacidade adsortiva (q) para a mistura (Cd⁺² + Ni⁺²) e efeito da temperatura para sistemas mono e bicomponente. Pelo BET foi observado um aumento na área superficial e no volume dos poros após a ativação do carvão e pelo DRX foi identificado que ambos os materiais apresentam estrutura predominantemente amorfa. No FT-IR observou-se picos referentes a grupos hidroxilas, carboxílicos e carbonilas característicos de material lignocelulósico. Os pHpcz foram de 4,1 para Cᴄarb e 2,4 para Cᴀᴛǫ, apresentando carga superficial favorável à adsorção dos metais. O estudo do efeito da relação massa/volume indicou que a melhor relação foi de 0,1 g/50 mL para ambos os adsorventes, sendo o Cᴀᴛǫ selecionado para os demais estudos. No estudo cinético constatou-se que o sistema atingiu o equilíbrio em torno de 90 minutos para o Cd⁺² e 60 minutos para o Ni⁺². Não ocorreu diferença significativa pelo teste F, em um nível de 95% de confiança, entre os modelos de pseudo primeira, segunda e n ordem. Pelo ajuste do modelo de Werber-Morris foi observado que o processo não foi controlado apenas pela difusão intrapartícula. O modelo de isoterma de Langmuir-Freundlich foi o que melhor se ajustou para o Cd⁺² e o de Freundlich para o Ni⁺². A capacidade adsortiva máxima do Cᴄarb para o Cd⁺² foi 7,64 mg.g⁻¹ e para o Ni⁺² foi 28,64 mg.g⁻¹. Para o sistema bicomponente constatou-se o efeito antagônico para ambos os metais indicando uma diminuição do q para o Ni⁺² em relação ao Cd⁺². O processo de adsorção foi de natureza exotérmica para ambos os metais tendo em vista que quanto maior a temperatura avaliada, menor o q para os íons Cd⁺² e Ni⁺². Tais resultados mostraram o potencial adsortivo do carvão proveniente da casca de amendoim, resíduo agroindustrial, compatibilizando questões técnicas e ambientais evitando o acúmulo desse resíduo no meio ambiente. / The metals Cadmium (Cd) and Nickel (Ni) are contaminants found together in effluents from the battery industries, and when disposed improperly they can be detrimental to human health and the environment. One of the treatments for the removal of these pollutants is the adsorption process.The preparation of adsorbents from agro-industrial waste has been encouraged to reduce the impacts of using residual biomass for other purposes. The goal of this study was to evaluate the use of adsorbent prepared from the peanut shells for the removal of Cd⁺² and Ni⁺² ions presented in aqueous solutions. The adsorbent peanut shell (Cᴀ), charred peanut shell (Cᴄarb), and charcoal activated chemically with H₃PO₄ acid (Cᴀᴛǫ) were prepared. The characterization of the adsorbents was conducted by the techniques of (BET), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), spectrometry of X-ray dispersive energy (EDS,) and determination of the zero charge point (pHpcz) only for Cᴄarb and Cᴀᴛǫ. The experiments were carried out at the natural pH of the solutions. The effect of mass/volume ratio, kinetic and equilibrium were evaluated for the ions Cd+2 and Ni+2, as well as an evaluation of the adsorptive capacity (q) for the mixture (Cd⁺² + Ni⁺²) and the temperature effect for mono and bicomponent systems. The BET showed an increase in surface area and pore volume after the activation of coal and by the XRD it was identified that both materials have a predominantly amorphous structure. In the FT-IR, peaks were observed for hydroxyl, carboxylic and carbonyl groups which are characteristic of lignocellulosic material. The pHpcz were 4.1 for Cᴄarb and 2.4 for CATQ, presenting a favorable surface charge for the adsorption of metals. The study of the effect of the mass/volume ratio indicated that the best ratio was 0.1 g / 50 mL for both adsorbents, with Cᴄarb being selected for the other studies. In the kinetic study, it was found that the system reached equilibrium around 90 minutes for Cd⁺² and 60 minutes for Ni⁺². There was no significant difference by the F test at a confidence level of 95%, among pseudo first, second and n order models. By adjustment of the Werber-Morris model, it was observed that the process was not only controlled by intraparticle diffusion. The Langmuir-Freundlich isotherm model was the one that better adjusted for Cd⁺² and Freundlich for Ni⁺². The maximum absorption capacity for the Cd⁺² was 7.64 mg.g⁻¹ and for Ni⁺² was 28.64 mg.g⁻¹. For the bicomponent system, the antagonistic effect of both metals indicating a decrease of q for Ni⁺² concerning Cd⁺² was observed. The adsorption process was of exothermic nature for both metals, having the perspective that the higher the temperature evaluated, the lower the q for the Cd⁺² and Ni⁺². These results showed the adsorptive potential of peanut shells, agro-industrial waste, and technical and environmental issues avoiding the accumulation of this residue in the environment.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2017-03-27T18:47:41Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Brígida Maria Villar da Gama_final.pdf: 2712176 bytes, checksum: 3f4942f50259e73bb4ef1389562092a5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-27T18:47:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Brígida Maria Villar da Gama_final.pdf: 2712176 bytes, checksum: 3f4942f50259e73bb4ef1389562092a5 (MD5) Previous issue date: 2016-07-14 / PRH-28 / O fenol e Cd+2 são contaminantes presentes nos efluentes das etapas de processamento da indústria do petróleo. Esses contaminantes são prejudiciais à saúde humana e ao meio ambiente. Dessa forma é necessária a remoção de fenol e Cd+2 antes do descarte dos efluentes em corpos hídricos. Nesse contexto, a adsorção desempenha um papel de destaque em função de sua eficiência na remoção de contaminantes em efluentes. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência da casca de amendoim como adsorvente (RS) e como precursor de carvão carbonizado (CC) e carvões ativados com ar sintético (CA) para remoção de fenol e/ou Cd+2 em soluções. O CC foi preparado a partir de pirólise e CA preparado a partir da pirólise seguida de ativação física com ar sintético. Foi realizada a caracterização dos adsorventes pelos métodos de determinação da área superficial (BET), difração de raios-X (DRX), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR) e ponto de carga zero (pHpcz). Todos os experimentos foram realizados em pH natural das soluções. O efeito da massa de adsorvente em solução, estudos cinético e de equilíbrio para sistemas monocomponente, e competição entre fenol e Cd+2 em sistema bicomponente foram avaliados. Foi observado um aumento na área superficial e volume dos poros após a ativação. Na TGA foram observadas três perdas de massa, devido à perda de umidade e degradação da biomassa. Na análise de DRX foi possível identificar que ambos os materiais possuem estrutura predominantemente amorfa. Pela análise de FT-IR identificou-se picos referentes a grupos hidroxilas, carboxílicos e carbonilas em RS, CC e CA com diferentes intensidades para antes e após o contato com adsorvato. Os pHpcz foram de 6,9 para RS, 7,9 para CC e 10,0 para CA, apresentando carga superficial favorável a adsorção de fenol. O estudo do efeito da massa do adsorvente indicou melhor relação massa/volume de 0,1 g em 50 mL de solução. Através desse estudo foram selecionados os adsorventes com maior capacidade adsortiva (q em mg.g-1), utilizados nos estudos cinéticos e de equilíbrio. A evolução cinética foi rápida atingindo o equilíbrio em torno de 180 minutos. Não ocorreu diferença significativa entre os modelos cinéticos avaliados, exceto para o Cd+2 o modelo pseudo primeira ordem apresentou diferença significativa. Com base no modelo de Weber-Morris, o processo adsortivo é controlado por dois ou mais mecanismos. Para o equilíbrio de adsorção do fenol os modelos de Langmuir, Freundlich e Langmuir-Freundlich não apresentaram diferença significativa para o CC quando comparado, pelo Teste F. Para o CA foi observado diferença entre o modelo de Langmuir-Freundlich em relação aos demais modelos, já para o estudo do equilíbrio do Cd+2 o comportamento foi inverso. A capacidade adsortiva máxima do CC foi de 16,32 ± 4,30 mg.g-1 e 34,73 ± 4,93 mg.g-1 para adsorção de fenol e Cd+2, respectivamente. Para CA foi de 21,00 ± 2,11 mg.g-1 para fenol e 75,43 ± 6,82 mg.g-1 para Cd+2. Para o sistema bicomponente foi constatado o efeito de sinergismo da mistura para fenol e antagônico para Cd+2. Os resultados demonstraram o potencial técnico carvões para remoção de fenol e Cd+2 em soluções aquosas compatibilizando as questões ambientais. / Phenol and Cd+2 are contaminants found in effluents from the oil industry processing stages. These contaminants are harmful to human health and the environment. Therefore, the removal of phenol and Cd+2 before effluent disposal into water bodies is required. In this context, the adsorption plays an important role due to its efficiency in removing contaminants in wastewater. This study aimed to evaluate the efficiency of peanut shell as adsorbent (RS), carbonized coal precursor (CC), and activated coals with synthetic air (CA) in removing phenol and/or Cd+2 in solution. The CC was prepared from pyrolysis and the CA was prepared from the pyrolysis followed by physical activation with synthetic air. The adsorbents characterization was performed by the following methods: determination of the surface area (BET), X-Ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy (FT-IR), and point of zero charge (pHpzc). All experiments were performed in the natural pH of the solutions. The effect of the adsorbent mass in solution, kinetic and equilibrium studies for one-component systems, and the competition between phenol and Cd+2 in two-component systems were evaluated. An increase was observed in the surface area and in the pores volume after activation. Three mass losses were observed in the TGA, loss of moisture and degradation of biomass. In the XRD analysis, it was possible to identify that both materials have a predominantly amorphous structure. By the FT-IR analysis, peaks related to hydroxyl groups, carboxylic acids and carbonyls in RS, CC and CA with different intensities before and after the contact with adsorbate were identified. The pHpzc values were 6,9 for RS, 7,9 for CC and 10,0 for CA, with surface charge favorable to the adsorption of phenol. The study of the adsorbent mass effect indicated better mass/volume ratio of 0,1 g in 50 mL of solution. Through this study, adsorbents with higher adsorption capacity (q in mg.g-1) used in kinetic and equilibrium studies were selected. The kinetic evolution was quick, reaching the equilibrium around 180 minutes. There was no significant difference between the kinetic models evaluated, except for the Cd+2 in which the pseudo first-order model showed a significant difference. Based on the Weber-Morris model, the adsorptive process is controlled by two or more mechanisms. For the phenol adsorption equilibrium, the Langmuir, Freundlich and Langmuir-Freundlich models showed no significant difference to the CC when compared by the F-test. Also, there was observed difference for the CA between the Langmuir-Freundlich model compared to other models; however, for the Cd+2 equilibrium study, the behavior was reverse. The maximum adsorption capacity of CC was 16,32 ± 4,30 mg.g-1 and 34,73 ± 4,93 mg.g-1 for the phenol and Cd+2 adsorption, respectively. For the CA was 21,00 ± 2,11 mg.g-1 for phenol and 75,43 ± 6,82 mg.g-1 for Cd+2. For the two-component system, it was observed the synergistic effect of the mixture for phenol and antagonistic for Cd+2. The results demonstrated the technical potential of coals for phenol and Cd+2 removal in aqueous solutions conciliating environmental issues.