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Avaliação do uso de adsorventes preparados a partir de resíduos agroindustriais para remoção de fenol em soluções aquosas

SILVA, Thiago Emanoel Pereira da 03 March 2015 (has links)
Submitted by Natalia de Souza Gonçalves (natalia.goncalves@ufpe.br) on 2015-05-19T12:42:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO DE MESTRADO THIAGO PEREIRA FINAL.pdf: 1425778 bytes, checksum: d9c413a69274ec3e13da2833c1b5ca5c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-19T12:42:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO DE MESTRADO THIAGO PEREIRA FINAL.pdf: 1425778 bytes, checksum: d9c413a69274ec3e13da2833c1b5ca5c (MD5) Previous issue date: 2015-03-03 / ANP / O fenol é um contaminante presente nos efluentes das diversas etapas de processamento da indústria do petróleo que pode ocasionar graves consequências ao meio ambiente e à saúde humana. É imprescindível sua remoção dos efluentes antes do descarte em corpos hídricos. Dentre os processos existentes, a adsorção tem demonstrado alta eficiência na remoção desse poluente. Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de carvões oriundos da palha de coqueiro (CP) e da casca de amendoim (CA), ativados com CO2, como adsorventes para remoção de fenol em soluções. Os carvões foram ativados por CO2 na vazão de 100 mL.min-1 por 60 minutos a 600ºC. Foi realizada a caracterização dos materiais 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). Avaliou-se a influência do pH inicial da solução e da concentração dos adsorventes (C.A.). As condições de trabalho foram definidas com o auxilio de um planejamento fatorial 23 (PF) avaliando a influência das variáveis C.A., granulometria (G.) e velocidade de agitação (V.A.) sobre o sistema adsortivo, tendo como resposta a capacidade adsortiva q (mg.g-1). Com base nos resultados dos planejamentos foram realizados estudos cinéticos e de equilíbrio de adsorção. Foi observado um aumento na área superficial e no volume dos poros após a ativação para ambos os carvões. Na análise termogravimétrica foram observadas três perdas de massa e maior estabilidade térmica para os carvões ativados com relação aos seus materiais precursores. Na análise de DRX foi possível identificar que ambos os materiais possuíam estrutura predominantemente amorfa com estrutura cristalina reduzida. Pela análise de FT-IR foi possível identificar picos referentes a grupos hidroxilas, carboxílicos e ésteres, em ambos os carvões. Para os carvões ativados o pHpcz foi aproximadamente 10, apresentando superfície básica, o que favorece a adsorção de compostos como o fenol. Para os ensaios, foram utilizadas soluções fenólicas com pH 6, por ser o pH natural da solução em estudo e ser inferior ao pHpcz. A interseção das curvas de q versus % de remoção (8 g.L-1), no estudo da concentração, foi adotada como ponto central do planejamento fatorial. O maior q foi obtido para o nível 4 g.L-1, G. < 0,090 mm e 300 rpm, condição adotada para a realização dos estudos cinéticos e de equilíbrio. Para ambos os carvões, a evolução cinética inicial foi rápida até 120 minutos, atingindo o equilíbrio em torno de 480 minutos. O modelo pseudo ordem n foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais. Com base no modelo de Weber-Morris, o processo adsortivo é controlado por mais de uma etapa, incluindo difusão intrapartícula. Para o equilíbrio de adsorção, o modelo de Fritz-Schlunder apresentou melhor ajuste aos dados experimentais quando comparado, pelo Teste F, ao modelo Langmuir-Freundlich. A capacidade adsortiva máxima do CP foi de 55,8 ± 6,9 mg.g-1 e do CA foi de 32,9 ± 2,1 mg.g-1. Os resultados demonstraram o potencial técnico destes carvões como adsorventes para remoção de fenol em soluções aquosas.
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Remoção de azo-corantes de efluente aquoso modelo por adsorção em carvão ativado

SILVA, Erik Cavalcanti e 12 August 2015 (has links)
Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-03-04T17:29:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese de DOUTORADO - Erik Cavalcanti e Silva.pdf: 3366301 bytes, checksum: 5c3e8b98d2c66b7eea2ee41c5cb202a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-04T17:29:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese de DOUTORADO - Erik Cavalcanti e Silva.pdf: 3366301 bytes, checksum: 5c3e8b98d2c66b7eea2ee41c5cb202a7 (MD5) Previous issue date: 2015-08-12 / O tratamento de efluentes tem se tornado o foco de pesquisas e novas tecnologias têm sido desenvolvidas visando atender aos padrões de lançamento de efluentes cada vez mais restritivos. Presentes nos efluentes de indústrias têxteis, os corantes sintéticos são inertes aos agentes utilizados nos processos de degradação convencionais. As moléculas dos corantes possuem estruturas complexas responsáveis por sua alta estabilidade no tingimento o que lhes confere difícil degradabilidade. Como alternativa de tratamento destes efluentes, a adsorção é amplamente utilizada e o carvão ativado é o material mais comumente empregado na remoção de compostos orgânicos devido à sua alta capacidade adsortiva decorrente, entre outros fatores, de sua estrutura porosa e altos valores de área específica. Materiais de baixo valor agregado têm sido empregados como adsorventes in natura e na produção de carvão ativado como solução mais economicamente viável. O presente trabalho objetivou o desenvolvimento de um sistema contínuo de adsorção em leito fixo de carvão ativado (Carbomafra 119) e avaliação de sua eficiência na remoção de azo-corantes de um efluente-modelo composto pela mistura dos corantes Remazol Amarelo 3RS (RY), Remazol Alaranjado BTE 3R (RO) e Remazol Preto B 133% (RB) em iguais concentrações. Experimentos em batelada foram conduzidos para cada corante individualmente e para o efluente-modelo com o objetivo de avaliar a influência de parâmetros operacionais tais como, pH e concentrações iniciais da solução de corante, dose de adsorvente e diâmetro médio das partículas do adsorvente no processo de adsorção. A concentração máxima na fase sólida observada experimentalmente foi de 52,33, 56,85 e 23,87 mg.g-1 para os corantes RY, RO e RB respectivamente nas condições mCA = 0,5 g.dm-3, dp = 8,9.10-4 dm, pH = 2, sendo o equilíbrio atingido em 12 dias. Modelos matemáticos baseados naqueles desenvolvidos por Langmuir e Freundlich foram propostos e aplicados com sucesso na descrição da evolução cinética e do equilíbrio de adsorção. O sistema de adsorção em leito fixo, composto por uma coluna de vidro de 1,5 dm de altura, 4.10-2 dm de diâmetro e leito de carvão ativado de 1 dm de altura com diâmetro médio das partículas de 8,9.10-4 dm, foi montado e teve sua eficiência avaliada nas condições ótimas determinadas nos experimentos em batelada para cada um dos corantes e para o efluente-modelo. As curvas de ruptura foram obtidas em um tempo máximo de 6,5 h e o sistema se mostrou eficaz na remoção dos corantes do efluente, porém, ao final do processo o leito de carvão ativado ainda encontrava-se longe da saturação, devido ao elevado tempo necessário para alcançar o equilíbrio. Um modelo matemático foi desenvolvido a partir de um balanço de massa e foi utilizado com sucesso na descrição da evolução do perfil de concentração do leito fixo. O modelo desenvolvido considera uma resistência global à transferência de massa que engloba as resistências no filme líquido e nos poros do adsorvente e considera a cinética de adsorção de Langmuir-Freundlich na superfície do adsorvente. / The wastewater treatment has become the focus of researches and new technologies have been developed in order to follow the increasingly restrictive standards of effluent discharge. Present in wastewater of textile industries, synthetic dyes are inert to the agents used in conventional degradation processes. Dyes’ molecules have complex structures responsible for its high stability at dyeing process which results in difficult degradability. As alternative treatment of these effluents, adsorption is widely used and activated carbon is the most commonly material employed in the removal of organic compounds due to their high adsorptive capacity resulting from, among other factors, its porous structure and high values of specific area. Low value-added materials have been used as adsorbents in natura and in activated carbon production as more economically viable solution. This study aimed the development of a continuous fixed bed adsorption system of activated carbon (Carbomafra 119) and evaluation of its effectiveness in removing azo-dyes of a synthetic effluent consisting of a mixture of the azo-dyes Remazol Yellow 3RS (RY), Remazol Orange BTE 3R (RO) and Remazol Black B 133% (RB) in equal concentrations. Batch experiments were conducted for each dye individually and for the synthetic effluent in order to evaluate the influence at adsorption process of operational parameters such as pH and initial concentrations of the dye solution, dose and particle diameter of the adsorbent. The maximum concentration of dye adsorbed at the solid phase at equilibrium, was 52.33, 56.85 and 23.87 mg.g-1 for dyes RY, RO and RB, respectively, with mCA = 0.5 g.dm-3, dp = 8,9.10-4 dm, pH = 2, the equilibrium being reached in 12 days. Mathematical models based on those developed by Langmuir and Freundlich had been proposed and successfully applied in describing the kinetics evolution and adsorption equilibrium. The fixed bed adsorption system composed by a glass column 1.5 dm high and a diameter of 4.10-2 dm, the activated carbon bed with a 1 dm high, with an average particle diameter of 8,9.10-4 dm was built and was evaluated in optimal conditions determined in batch experiments for each of the dyes and the synthetic effluent. Breakthrough curves were obtained in a maximum time of 6.5 h and the system proved effective in removing the effluent’s dyes, but at the end of process the activated carbon bed was still far from saturation, due to the high time needed to reach equilibrium. A mathematical model was developed from a mass balance and was successfully utilized in describing the evolution of the fixed bed concentration profile. The developed model considers a mass transfer global resistance that includes resistances in liquid film and in pores of the adsorbent and considers the Langmuir-Freundlich adsorption kinetics at the surface of the adsorbent.
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Utilização de RMN no estado sólido em uma abordagem multinuclear para estudo de materiais carbonosos porosos.

LOPES, T. R. 06 September 2017 (has links)
Made available in DSpace on 2018-08-01T21:59:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11434_Tese final Thierry Ramos Lopes-PPGFis20171017-84306.pdf: 4845442 bytes, checksum: 6f0a17c6599ae234eae1fceca5d8dc89 (MD5) Previous issue date: 2017-09-06 / Este trabalho é dedicado ao estudo de materiais carbonosos porosos ativados física e quimicamente, tendo como principal ferramenta a técnica de ressonância magnética nuclear (RMN) no estado sólido em uma abordagem multinuclear. Os carvões ativados foram obtidos utilizando como precursor o endocarpo de babaçu (EB). As amostras ativadas fisicamente (usando vapor de água) foram nomeadas de EBF, enquanto que as amostras ativadas quimicamente (usando H3PO4) foram nomeadas de EBP. Os carvões ativados apresentaram alta área superficial específica, com valores dependendo das condições experimentais utilizadas em cada processo de ativação. Os espectros de RMN de 1H das amostras EBF mostraram dois picos principais com deslocamentos químicos variáveis com a temperatura de ativação. O pico mais largo foi associado aos núcleos 1H em grupos aromáticos, sendo o outro associado à água adsorvida. Foram ainda investigadas amostras hidratadas de grafites moídos, sendo identificada uma variação significativa no deslocamento químico do pico associado à água adsorvida em função do aumento no tempo de moagem (que causou alterações estruturais nos grafites moídos). Nas amostras EBP tratadas termicamente, a natureza química dos compostos contendo fósforo foi estudada por RMN de 1H, 13C e 31P no estado sólido, incluindo experimentos 2D de correlação 1H -31 P, onde foi possível detectar a formação de diferentes compostos de fósforo nos poros do carvão. Devido à ocorrência natural de compostos de silício no EB, a ativação química com H3PO4 produziu nanocristais de pirofosfato de silício. Nanocompósitos contendo compostos de alumínio nanoestruturados foram obtidos por impregnação de carvões ativados das séries EBF e EBP com Al(NO3)9H2O, seguida de tratamentos térmicos em diferentes temperaturas; espectros de RMN de 27Al foram utilizados para investigar o tipo de coordenação dos cátions Al3+ presentes em cada amostra, a qual foi modificada dependendo da temperatura de tratamento térmico.
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Remoção de agrotóxicos em uma instalação piloto de tratamento de águas para abastecimento, do tipo convencional, associada à pré-oxidação e adsorção em carvão ativado granular

GORZA, N. L. 07 December 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2018-08-24T22:53:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6155_dissertação Nadja Lima Gorza.pdf: 3036673 bytes, checksum: 12eea717c75278d20279a9cdd6133ee2 (MD5) Previous issue date: 2012-12-07 / A contaminação das águas superficiais e águas subterrâneas com agrotóxicos é reconhecida por especialistas de vários países como um grande problema, devido à sua persistência no ambiente aquático e potenciais efeitos adversos à saúde. Entre as opções de tratamento de águas o processo eficaz para a remoção de agrotóxicos é a adsorção em carvão ativado, exceto para algumas substâncias polares. No entanto, a capacidade de adsorção do carvão ativado é afetada pela natureza e concentração dos contaminantes presentes na água bruta. Este trabalho tem como objetivo geral avaliar a remoção/transformação dos agrotóxicos 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D), Clorpirifós, Glifosato, e de seus produtos de transformação, em uma instalação piloto de tratamento de água convencional (coagulação com sulfato de alumínio, floculação, sedimentação, filtração e desinfecção) associada à pré-oxidação com dióxido de cloro, cloro e adsorção em carvão ativado granular betuminoso. Os resultados obtidos mostraram que os oxidantes promoveram parcial oxidação da matéria orgânica presente na água bruta, efeito observado por meio do decaimento da absorbância UV em 254 nm O tratamento convencional combinado à oxidação com dióxido de cloro e adsorção em carvão ativado granular, mostrou-se adequado para a remoção dos contaminantes 2,4-D, Clorpirifós e de seus produtos de transformação, o 2,4-diclorofenol (2,4-DCP) e Clorpirifós-oxon. Entretanto, a oxidação com cloro associada ao tratamento convencional, revelou ser mais eficiente na remoção do Glifosato e de seu principal metabolito, AMPA. Estudos sobre a capacidade de adsorção e o tempo de saturação do CAG foram também realizados revelando que o CAG betuminoso pode ser eficiente na remoção de Clorpirifós e 2,4-D. Dada a dificuldade em qualificar e quantificar todos os subprodutos formados no processo de tratamento da água contaminada com agrotóxicos, ensaios de mutagenicidade (AMES) foram realizados na água tratada. Também foi pesquisada a formação de subprodutos de desinfecção tais como Trialometanos totais, Ácidos Haloacéticos totais, clorito e clorato.
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Remoção do Herbicida 2,4 Diclorofenoxiacético (2,4-D) no Tratamento Convencional de Água e Associado à Adsorção em Carvão Ativado em Pó (CAP) em Escala Piloto

GUERRA, J. F. 09 July 2014 (has links)
Made available in DSpace on 2018-08-24T22:53:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8503_DISSERTAÇÃO JACQUELINNE FANTIN GUERRA 2014.pdf: 1766553 bytes, checksum: 63f2543d1295c175fe077e51c7ee1bd5 (MD5) Previous issue date: 2014-07-09 / O aumento do uso de agrotóxicos no Brasil tem causado muitas preocupações, tanto em relação à questão ambiental quanto a saúde pública. Muitos desses compostos não são eficientemente removidos das águas por tratamento convencional, sendo necessárias alternativas que os removam das águas de abastecimento. Dentre as tecnologias existentes, a adsorção em CAP é considerada uma das mais efetivas e confiáveis, cujas vantagens incluem alta eficiência de remoção e facilidade de operação. O objetivo desta pesquisa é avaliar a remoção, em escala piloto, do agrotóxico 2,4-D e o seu principal metabólito 2,4-DCP em amostras de águas tratadas por adsorção em CAP associado ao tratamento convencional. Os testes foram realizados em instalação piloto na área da ETA Carapina/CESAN. A água bruta foi a proveniente do rio Santa Maria da Vitória contaminada através da adição de agrotóxico em sua fórmula comercial. Foram realizados quatro ensaios, dois sem adição de CAP e dois com adição de CAP junto à unidade de mistura rápida. Os agrotóxicos foram detectados e quantificados através da cromatografia líquida de alta eficiência, em metodologia validada. As amostras coletadas foram caracterizadas de acordo com os parâmetros: temperatura, turbidez, condutividade elétrica, absorbância em 254 nm, cor real, cor aparente, alcalinidade, carbono orgânico total, além e concentração dos agrotóxicos 2,4-D e ácido 2,4,5-T e do metabólito 2,4-DCP. Os diferentes ensaios foram avaliados em termos da taxa de remoção destes parâmetros. Como resultado no TCV com adição de CAP o composto de interesse foi removido abaixo de 30 &#956;g.L-1, Valor Maximo Permitido, estabelecido pela Portaria do MS n° 2.914/2011 para dosagem de 100 &#956;g.L-1 e mostrou-se eficiente, também, na remoção de matéria orgânica. Em nenhum dos testes foi detectado o composto 2,4-DCP e 2,4,5-T.
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Avaliação do processo de adsorção da microcistina-LR por carvão ativado

Wagner Sampaio da Silva, Paulo January 2005 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7914_1.pdf: 1102767 bytes, checksum: a8e6410b5dc02a5eaab033c4625ca4a8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / Em virtude do aumento do número de relatos de intoxicações agudas e crônicas, tanto de animais como em seres humanos, por toxinas produzidas por cianobactérias presentes na água, já existe uma grande preocupação por parte das companhias responsáveis pelo tratamento e distribuição de água potável. A aplicação do processo de adsorção por carvão ativado em sistemas de tratamento de água vem sendo largamente utilizado para a remoção de contaminantes específicos. Neste trabalho analisou-se a eficiência na adsorção da toxina microcistina-LR, a mais comumente encontrada em todo o mundo, em água purificada, por carvões ativados em pó (CAPs) produzidos a partir de resíduos agrícolas e/ou rejeitos industriais (mesocarpo do coco verde, bagaço da cana-de-açúcar, endocarpo do coco verde e resíduo têxtil). O carvão produzido a partir do mesocarpo do coco verde apresentou melhores características adsortivas, avaliadas pela área de BET, número de iodo e índice de azul de metileno. Com este carvão foi avaliada a evolução cinética e construída a isoterma de adsorção da microcistina-LR. O modelo de Langmuir aplicado aos dados na modelagem cinética apresentou resultados satisfatórios para a hipótese de um modelo de 1º ordem e as isotermas apresentaram um comportamento do Tipo I, atingindo o equilíbrio em 120 h. A capacidade máxima adsortiva encontrada do CA do mesocarpo do coco verde foi de 69,9 mgg-1, o que mostra uma boa capacidade de adsorção quando comparada a outros adsorventes citados na literatura
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Dinâmica do processo de armazenamento de gás natural por adsorção em sistemas de leito fixo

SOUZA, Sidney Oliveira de January 2005 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7952_1.pdf: 4393993 bytes, checksum: dfb835f28aa71b43a74db81051ae5b1b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / Objetivando a implementação da tecnologia de armazenamento de gás natural por adsorção (GNA) utilizando carvões ativados, visando seu uso como combustível alternativo veicular, e para transporte e armazenamento a granel em localidades desprovidas de gasodutos, foi avaliada neste trabalho a performance de uma unidade semipiloto de estocagem. No processo, o gás metano, representando o gás natural, foi armazenado por adsorção em um cilindro preenchido com uma amostra do carvão ativado NUCHAR NG da MeadWestvaco (Estados Unidos). Visando o controle e a otimização das etapas de carga e descarga do gás, procedeu-se a avaliação da influência dos parâmetros operacionais pressão e vazões de carga e descarga. O envolvimento no processo de efeitos de compressão/descompressão, transferência de massa na estrutura porosa e interação adsortiva na superfície do sólido foram contabilizados mediante a elaboração de um modelo não-isotérmico. A partir desta concepção foi possível representar as evoluções dos perfis de pressão e temperatura durante as etapas de carga e descarga. As operações semicontinuas não-isotérmicas de carga e descarga foram realizadas segundo a técnica barométrica, à temperatura ambiente de 297,65 K, na faixa de pressão de carga de 10,1 bar a 65,2 bar, com vazões de carga e descarga entre 1,137 NL/min e 9,097 NL/min. Os tempos de carga encontrados variaram entre 0,44% e 13,24% do tempo total do ciclo de carga (4 horas). A elevação máxima de temperatura alcançada pelo leito foi de 46,40 K. As isotermas de adsorção na temperatura média ambiente de 297,65 K foram do tipo I e segundo aplicação do modelo de Langmuir-Freundlich forneceram valores médios de 1,63?10-2 bar-1 para o parâmetro da isoterma de Langmuir-Freundlich e 1,31?10-1 kg/kg para a capacidade adsortiva máxima do metano no carvão ativado. A capacidade de armazenamento volumétrica para uma operação rápida de carga foi de 55,93 V/V, sobre pressão de carga de 45,2 bar e vazão de alimentação de 6,823 NL/min. O calor de adsorção, a energia de ativação de sorção e o fator pré-exponencial do coeficiente global efetivo de transferência de massa do metano no carvão ativado, estimados segundo o modelo cinético proposto foram 12032,25 J/mol, 8342,36 J/mol e 6,95?10-1 s-1, respectivamente. Com base na formulação de Van Deemter foram quantificados os parâmetros representativos dos fenômenos de transferência de massa do metano no carvão ativado, através dos momentos da distribuição dos tempos de residência (DTR), determinados em operações contínuas fluido-sólido. Os processos contínuos isotérmicos (297,65 K), desenvolvidos segundo a técnica da DTR sobre pressão constante de 30,0 bar e 45,0 bar, operaram na faixa de vazão de 0,989 NL/min a 1,817 NL/min. Os valores do coeficiente de difusão efetivo, do coeficiente global de transferência de massa e da constante de equilíbrio de adsorção, obtidos do modelo dinâmico para a pressão de 30,0 bar, foram, respectivamente, 3,36?10-11 m2/s, 9,52?10-5 m/s e 19,43?10-3 m3/kg e para a pressão de 45,0 bar foram 3,66?10-11 m2/s, 8,40?10-5 m/s e 17,19?10-3 m3/kg
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Carvão ativado do mesocarpo do coco verde - produção, otimização e aplicação na adsorção do corante Remazol black B

Cavalcanti de Albuquerque Júnior, Eden January 2002 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8100_1.pdf: 1368995 bytes, checksum: e65b9d68d7c549a75494cb798242f35e (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2002 / Um dos setores industriais de grande importância para a economia brasileira é o têxtil. Verifica-se, todavia, que os efluentes provenientes desta indústria produzem um grande impacto ambiental por serem altamente coloridos. Isto ocorre devido à presença de corantes que não se fixam na fibra durante o processo de tingimento. A adsorção é uma das técnicas mais empregadas no tratamento de efluentes industriais, apresentando custos moderados, tempo de processamento relativamente baixo, além da possibilidade de recuperação da água para reaproveitamento no processo industrial. O carvão ativado (granulado ou em pó) é um dos adsorventes mais usados na atualidade em processos de remoção de compostos orgânicos, tanto em fase liquida como gasosa. O uso, porém, destes adsorventes é normalmente limitado em razão do alto custo. O mesocarpo do coco verde foi utilizado neste trabalho como matéria prima para produção de carvões ativados de alta qualidade. Os carvões foram preparados por ativação com vapor d água. Os carvões produzidos foram caracterizados em fase gasosa e líquida. A metodologia de superfície de resposta foi utilizada para estudar a influência das variáveis do processo de produção de carvão ativado sobre sua capacidade de adsorção. As variáveis, temperatura e tempo de ativação foram otimizadas a 900 ºC e 25 min de ativação com relação à capacidade de adsorção do carvão, obtendo um carvão um número de iodo de 1143 mg/g, adsorção de azul de metileno de 179 mg/g, área de BET de 819 m2/g, área de Langmuir de 1222 m2/g, área de microporos de 521 m2/g, área superficial externa de 297 m2/g, e área de mesoporos de 288 m2/g. Este carvão foi avaliado quanto a sua capacidade de adsorção em meio líquido utilizando o corante reativo UHPD]ROEODFN%, muito encontrado em efluentes de indústrias têxteis. O estudo de equilíbrio de adsorção ajustado ao modelo de adsorção de Langmuir-Freundlich forneceu uma capacidade máxima de adsorção, do referido corante na monocamada, qmáx., de 143 mg/g
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Utilização de biomassas brasileiras para produção de carvão ativado de alta qualidade : caracterização e aplicação como adsorvente

Schneider, Jaderson Kleveston January 2018 (has links)
O uso de biomassa assume relevante importância no Brasil devido à intensa atividade agrícola e às grandes quantidades de resíduos agroindustriaisgerados. A solução desse problema é um grande desafio para os pesquisadores e o objetivo dos processos propostos não deve apenas reduzir a quantidade de resíduos, mas também agregar valor a esses materiais. A pirólise é uma técnica já estabelecida para transformação da biomassa em produtos sólidos (biochar), líquidos (bio-óleo) e gasosos por aquecimento em atmosfera inerte. A caracterização dos principais produtos (bio-óleo e biochar) a partir da pirólise, o aprimoramento das propriedades do biochar por ativação da sua superfície e sua utilização como adsorvente para metais em solução aquosa foram objetos de estudo desse trabalho. Foram utilizadas as biomassas de fibra de coco verde (FCV), resíduo da indústria do café (pele de prata - RIC), palha e bagaço de cana-de-açúcar (PC e BC). Os bio-óleos produzidos foram caracterizados por GC×GC/qMS O biochar foi ativado quimicamente, caracterizado e avaliado como adsorvente de cobre (II) em soluções aquosas. Os resultados mostram bio-óleos com grandes quantidades de fenóis, com potencial uso na indústria da química fina. No bio-óleo de pele de prata, também foi encontrada uma quantidade considerável de compostos nitrogenadosos quais têm possibilidade de uso em indústrias farmacêuticas. Os biochars ativados apresentaramelevada área superficial, formados por micro e meso poros e comexcelente capacidade de adsorção, principalmente para os carvões ativadosoriundos da pele de prata (RIC) e da palha de cana-de-açúcar (PC). Estes resultados indicam a possibilidade de uso integrado dos produtos da pirólise dentro de um conceito de biorrefinaria, onde se parte de um resíduo descartável e se chega a produtos de elevado valor agregado, com rejeito mínimo ao final do processo. / The use of biomass is very important in Brazil due to the intense agricultural activity and the large amounts of agroindustrial residues generated. The solution to this problem is a major challenge for researchers and the aim of the proposed processes should not only reduce the amount of waste but also add value to these materials. Pyrolysis is an established technique for transforming biomass into solid (biochar), liquid (bio-oil) and gaseous products by heating in an inert atmosphere. The characterization of the main products (bio-oil and biochar) from pyrolysis, the enhancement of the properties of the biochar by surface activation and its use as an adsorbent for metals in aqueous solution are objects of study of this work. The biomass of green coconut fiber, coffee industry residue (silverskin) and sugar cane residues (bagasse and straw) were used. The biooils produced were characterized by GC×GC/qMS Biochar was chemically activated, characterized and evaluated as a copper (II) adsorbent from aqueous solutions. The results showed bio-oils with high amounts of phenols, which can be used in the fine chemicals industry. On the bio-oil from silverskin, considerabe amounts of nitrogen compounds were also found and these compounds have possibility of use in pharmaceutical industries. The activated biochars showed high surface area, formed by micro and meso pores and with excellent adsorption capacity, mainly for biochars originating from silverskin and sugarcane straw. These results indicate the possibility of integrated use of these materials within a concept of biorefinery, beginning with a disposable waste and ending with products of high added value and minimum waste at the end of the process.
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Adsorção de ácidos carboxílicos em carvão ativado: comparação das isotermas de Freundlich e Freundlich estendida.

Josiane de Castro Dias 00 December 1998 (has links)
No presente trabalho foi estudada a adsorção dos ácidos alifáticos monocarboxílicos (fórmico, acético e propiônico) em soluções aquosas em vários materiais. O fenômeno da adsorção ocorre normalmente em sistemas físicos, químicos e biológicos assim como em operações que empregam sólidos, como carvão ativado, são amplamente utilizadas com fins industriais, como por exemplo, para purificação das águas de abastecimento e águas residuais. O processo de adsorção envolve a separação de uma substância pertencente a uma fase acompanhada pelo seu acúmulo ou no aumento de sua concentração à superfície de outra fase. A adsorção física é causada principalmente por forças de van de Waals e força eletrostática entre as moléculas do adsorbato e os átomos que compõem a superfície do adsorvente. Dessa forma, os adsorventes podem ser caracterizados através de propriedades de superfície como área superficial e polaridade. Quanto maior a área superficial específica maior será a sua capacidade de adsorção. Como a polaridade de superfície tem um papel importante nos estudos de adsorção e os materiais carbonáceos são tipicamente adsorventes não-polares, estes adsorventes têm mais afinidade com hidrocarbonetos que as moléculas de água. Os ácidos carboxílicos possuem dois grupos: metil e carboxílico. Então, pode-se presumir que em um filme saturado as moléculas dos ácidos são orientadas perpendicularmente para a superfície do carvão ativado com a ponta do hidrocarboneto em contato com esta superfície enquanto a parte terminal do grupo carboxílico direcionada para o meio da solução. A teoria do potencial de adsorção de Polanyi não pode ser aplicada no presente trabalho porque ela é empregada apenas aos adsorbatos cujas solubilidades são pequenas no solvente. A solubilidade dos ácidos fórmico, acético e propiônico em água é muito elevada. Os dados experimentais foram bem ajustados com a utilização da isoterma de Freundlich e da isoterma de Freundlich estendida. Na caracterização do carvão ativo foram utilizadas análises como as termogravimétricas, dispersão por raios-X e micrografia eletrônica de modo a explicar o comportamento dos carvões tipo granular e cilíndrico e também do carvão reutilizado após tratamento, frente à adsorção de soluções de ácidos monocarboxílicos. Os dados de adsorção, nas diversas temperaturas, foram determinados por análises volumétricas, seguindo-se o enfoque do comportamento das constantes da isoterma de Freundlich em função da temperatura, do tratamento dado ao carvão reutilizado e propriedades da solução. Deste modo, as quantidades de ácido adsorvidas pelo carvão ativado estão relacionadas com a polaridade, área superficial e volume dos poros do adsorvente e temperatura na qual ocorre o processo de adsorção.

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