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Estudos de equilíbrio e cinética de adsorção de n-butilamina em catalisador FCC baseado em zeólita usy

Krauss, Vivian Alexandra January 2000 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T19:22:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:42:06Z : No. of bitstreams: 1 176015.pdf: 3231815 bytes, checksum: c8c7e3575cd32e23b1addf2166457fc1 (MD5) / A elevada concentração de compostos nitrogenados básicos como impurezas em alguns petróleos nacionais interfere no desempenho do catalisador na unidade de craqueamento catalítico fluido (FCC). A cinética e o equilíbrio de adsorção de n-butilamina em catalisador baseado em zeólita USY foram estudados utilizando uma microbalança Cahn 2000. As medidas foram realizadas a 200oC e pressão atmosférica. A isoterma de equilíbrio foi ajustada por modelos de Langmuir considerando superfície homogênea e heterogênea. As constantes obtidas para a isoterma composta de dois termos de Langmuir foram usadas no cálculo das constantes cinéticas do modelo de adsorção-dessorção. A aquisição on line da massa de base nitrogenada indicou que para a relação entre o valor calculado e o observado no sistema o efeito de envenenamento da n-butilamina, ou seja de compostos nitrogenados, deve ser incluído no modelo do processo de adsorção em FCC. As análises gravimétricas foram complementadas com análises calorimétricas de termogravimetria e calorimetria por varredura de temperatura de amostras do catalisador virgem e regenerado.
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Imobilização de quitosana em sílica gel para o estudo da adsorção de Cr (VI) na interface sólido-líquido

Mello, Renata da Silva January 2006 (has links)
Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química / Made available in DSpace on 2012-10-22T19:38:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 242381.pdf: 659693 bytes, checksum: f9b83bcd01ba8d14753d1eb9782ca327 (MD5) / Foi preparado um material misto, cujos componentes são quitosana e sílica gel (SQTS) com partículas de diâmetros < 63 m e área superficial determinada por BET de 117 m2/g. A análise de TGA mostra que a temperatura de decomposição da SQTS foi de 321,2 oC, semelhante a da quitosana. O adsorvente foi preparado com o intuito de descrever a remoção de Cr(VI) de uma solução aquosa, utilizando modelos de complexação superficiais. As titulações potenciométricas da superfície da SQTS, utilizando uma aproximação de 2 sítios tituláveis, no modelo da dupla camada e os programas de ajuste FITEQL 4.0, permitem estimar que a carga superficial é positiva para valores de pH < 10 e atinge um patamar em pH 5,5. Os dados ajustados com o programa FITEQL 4.0 permitem calcular um valor de log K = 10,49 para o equilíbrio de protonação da quitosana na superfície, que devido ao efeito da carga superficial aparece como um pKa macroscópico de 6. Como conseqüência, a quitosana adsorvida em sílica gel, adsorve eficientemente ânions para pH < 5,5. No caso da adsorção de espécies de Cr(VI) sobre SQTS, os resultados podem ser justificados através do Modelo da Tripla Camada. A afinidade de Cr(VI) pelos sítios de sílica é muito baixa e a quitosana é responsável pelos efeitos de adsorção observados em sistemas de titulação potenciométrica, de experimentos em batelada ou colunas cromatográficas.
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Estudo teórico da adsorção em aluminossilicatos

Castro, Elton Anderson Santos de 14 September 2007 (has links)
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2007. / Submitted by Luis Felipe Souza (luis_felas@globo.com) on 2008-12-10T17:05:47Z No. of bitstreams: 1 Tese_2007_EltonCastro.pdf: 4223477 bytes, checksum: 02cdcad1f8f69eda7377b3a116a1dae9 (MD5) / Approved for entry into archive by Georgia Fernandes(georgia@bce.unb.br) on 2009-03-03T19:18:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_2007_EltonCastro.pdf: 4223477 bytes, checksum: 02cdcad1f8f69eda7377b3a116a1dae9 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-03-03T19:18:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_2007_EltonCastro.pdf: 4223477 bytes, checksum: 02cdcad1f8f69eda7377b3a116a1dae9 (MD5) / Foram realizados cálculos de mecânica molecular, semi-empíricos e abinitio para o estudo de sistemas baseados em caulinita. As posições e freqüências dos hidrogênios foram estudadas na estrutura da caulinita. As posições dos hidrogênios são polêmicas, principalmente os hidrogênios entre as folhas octaédrica e tetraédrica. Também estudou-se a interação deste argilomineral com os hidrocarbonetos monoaromáticos benzeno, tolueno, etilbenzeno, o-xileno e pxileno, bem como com os metais pesados Cd2+, Cu2+, Zn2+, Hg2+ e Ni2+. A caulinita é conhecida pela sua capacidade adsorvente para moléculas orgânicas e metais pesados, sendo importante em técnicas de remediação ambiental. Modelos de aglomerados com 1, 2 e 3 unidades (Al2Si2O9H4) foram usados para estudar o desempenho dos conjuntos de base. A geometria da caulinita foi parcialmente otimizada. Para a otimização da posição do hidrogênio interno empregou-se os métodos RHF/3-21G* e B3LYP/3-21G* com 2 e 3 unidades (Al2Si2O9H4) da caulinita. O método híbrido ONIOM também foi usado com 3 unidades (Al2Si2O9H4) e RHF/3-21G* (ou B3LYP/3-21G*) na camada alta e 12 unidades (Al2Si2O9H4) e o campo de força Dreiding na camada baixa de teoria. Quando comparados com os valores experimentais, os resultados dos cálculos indicamq que o ONIOM2(B3LYP/3-21G*:Dreiding) dá os melhores valores para a distância O-H e ângulos r e l, 0,993Å, 114,8° e 107,6°, respectivamente. Os cálculos de freqüência para os hidrogênios externos e internos com o modelo de 3 unidades (Al2Si2O9H4) mostram que o método RHF/3-21G* se aproxima mais dos resultados experimentais do que os semi-empíricos AM1 e PM3. Estes três métodos apontam para um estiramento da hidroxila interna num número de onda menor do que os das hidroxilas externas. Os espectros teóricos produzidos com o AM1 mostram que há uma redução nas intensidades das bandas de estiramento das hidroxilas externas quando estas interagem com as moléculas BTEX. Também foi encontrado um deslocamento nas bandas de estiramento C-H destas moléculas. As energias de interação, obtidas com os métodos AM1, RHF e B3LYP para os complexos BTEX-Caulinita, sugerem que a adsorção acontece preferencialmente pela superfície hidroxilada da caulinita, ao invés da superfície dos oxigênios. Os métodos de Mülliken e ChelpG indicam que ocorre uma redistribuição nas cargas dos átomos mais próximos das superfícies da caulinita, ficando os hidrogênios mais eletronegativos e os carbonos, mais eletropositivos. Os mapas de potencial eletrostático para os complexos BTEX-Caulinita mostram também uma redistribuição de densidade quando as moléculas interagem com a superfície do argilomineral, corroborando com os resultados de Mülliken e ChelpG. Os orbitais moleculares do benzeno, tolueno e o-xileno adsorvidos pela caulinita sugerem que esta interação acontece através da nuvem p dos compostos aromáticos com as hidroxilas externas da caulinita. Para o estudo dos complexos de metais pesados-caulinita foi usado o ONIOM2(HF/3-21G*:UFF) e ONIOM2(B3LYP/3-21G*:UFF). Para estes modelos da caulinita de 2 camadas, o nível alto de teoria contém um anel da folha octaédrica e um anel da folha tetraédrica mais o cátion. O nível baixo contém 24 unidades (Al2Si2O9H4). A ordem de afinidade encontrada para o resultado B3LYP foi Cu2+>Ni2+>Zn2+>Hg2+>Cd2+, concordando com os resultados experimentais para Cu2+ e Ni2+. O mapa de superfície traçado para a superfície hidroxilada da caulinita sugere que há uma repulsão significativa do metal por esta superfície. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Molecular Mechanics, semi-empirical and ab initio calculations were performed in order to study kaolinite based systems. The hydrogen positions and frequencies were studied in the kaolinite structure. Hydrogen positions have been controversial, mainly the hydrogen species between octahedral and tetrahedral sheets. It has also studied the interaction of this clay mineral with the monoaromatic hydrocarbons benzene, toluene, ethylbenzene, o-xylene and pxylene, as well as the interaction with heavy metals Cd2+, Cu2+, Zn2+, Hg2+ and Ni2+. The adsorbent capacity of kaolinite for organic molecules and heavy metals are of main interest on environmental remediation techniques. Cluster models with 1, 2 and 3 units (Al2Si2O9H4) were used to study the basis set performance. The kaolinite geometry was partially optimized. RHF/3-21G* and B3LYP/3-21G* methods with 2 and 3 units (Al2Si2O9H4) of kaolinite were used for optimization of internal hydrogen positions. The hybrid method ONIOM was also used with 3 units (Al2Si2O9H4) and RHF/3-21G* (or B3LYP/3-21G*) on the high layer and with 12 units (Al2Si2O9H4), and Dreiding force field for the low layer theory. Hybrid method results indicate that ONIOM2(B3LYP/3-21G*:Dreiding) gives the best values for OH distance and r and l angles, 0,993Å, 114,8° and 107,6°, respectively, when compared to the experimental values. Frequency calculations, for the external and internal hydrogens with 3 units (Al2Si2O9H4) model, show that RHF/3-21G* approach results are closer to the experimental than AM1 and PM3 semi-empirical methods. These three methods have a internal hydroxyl stretching frequency at wave number smaller than the one of the external hydroxyls. Theoretical spectra produced with AM1 show a reduction in intensities of external hydroxyl stretching bands of kaolinite, when these interact with BTEX molecules. It was also found a displacement on C-H stretching bands of these molecules. Interaction energies obtained with AM1, RHF and B3LYP methods, for BTEX-Kaolinite complexes, suggest that the adsorption occurs preferentially by kaolinite hydroxyl surfaces, instead of kaolinite oxygen surfaces. Mülliken and ChelpG methods indicate that there is charge redistribution on BTEX atoms that are near kaolinite surfaces. These hydrogens become more eletronegatives and the carbons more eletropositives. Eletrostatic potential map for complexes BTEX-Kaolinite show that there is charge redistribution when the molecules interact with clay mineral surfaces, in agreement to the Mülliken and ChelpG results. Benzene, toluene and o-xylene molecular orbitals, when adsorbed on kaolinite, suggest that this interaction is through the p clouds of aromatic compounds with kaolinite external hydroxyls. Complexes heavy metals-kaolinite study was achieved using ONIOM2(HF/3-21G*:UFF) and ONIOM2(B3LYP/3-21G*:UFF) for the kaolinite 2 layers model. The high level of theory has one ring of octaedrical sheet and one ring of tetraedrical sheet plus cation. The low level they contain 24 units(Al2Si2O9H4). The affinity order found for B3LYP result was Cu2+>Ni2+>Zn2+>Hg2+>Cd2+, which is in agreement to the experimental data for Cu2+ and Ni2+. The surface map plotted for kaolinite hydroxyl surface suggests a significant metal repulsion from this surface.
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Mecanismos e parâmetros de adsorção de íons Mn2+ e dodecil benzeno sulfonato em zeólitas naturais modificadas

Taffarel, Silvio Roberto January 2010 (has links)
Este trabalho descreve estudos de ativação e modificação superficial de uma zeólita natural chilena para investigar a eficiência na remoção dos íons manganês e dodecil benzeno sulfonato de soluções aquosas. Foi realizada a caracterização dos materiais particulados, incluindo a determinação de distribuição granulométrica, área superficial específica, espectroscopia, difratometria de raios-X, potencial zeta, dentre outros. Os estudos realizados, usando a zeólita natural pulverizada, mostraram que os processos de ativação e modificação superficial da zeólita aumentaram significativamente tanto a capacidade como a cinética de adsorção. Estudos em escala de bancada foram realizados com a adsorção dos poluentes nas zeólitas ativadas ou modificadas a fim de obter parâmetros de processo (capacidade de adsorção, cinética e pH ótimo). Na ativação com íons inorgânicos (Na+ e NH4 +), a remoção de íons Mn2+ foi influenciada significativamente pelo pH do meio. A adsorção de íons Mn2+ sobre as zeólitas ativadas apresentou bom ajuste para o modelo cinético de pseudo-segunda ordem e a zeólita ativada com NaOH alcançou a maior taxa de adsorção. O modelo da isoterma de Langmuir mostrou o melhor ajuste aos dados de equilíbrio, atingindo um valor máximo de saturação de 21,15 mg Mn2+ g-1 para a zeólita ativada com NaCl. A capacidade máxima de adsorção depende do tipo de ativação e decresceu na seguinte ordem: NaCl ~ NaOH > Na2CO3 > NH4Cl > zeólita natural. Na modificação da zeólita com óxido de manganês (MOCZ), os resultados mostraram que as partículas de óxido têm baixa cristalinidade, e o óxido depositado sobre a superfície se encontra principalmente na forma de vernadita (δMnO2) e as partículas apresentaram ponto de carga zero (PCZ) em pH 3,8. Por outro lado, a quantidade de Mn2+ adsorvido aumenta com o pH e a cinética de adsorção de Mn2+ seguiu um modelo de pseudo-segunda ordem. Isto indica que a adsorção é controlada pela adsorção química. Os dados de equilíbrio foram bem descritos pelos modelos de Langmuir e Freundlich, o que implica na adsorção em monocamada e há existência de uma superfície heterogênea na MOCZ, mostrando uma alta capacidade de adsorção para os íons Mn2+, alcançando uma capacidade máxima de 30,9 mg Mn2+ g-1. A adsorção dos íons Mn2+ é o resultado da combinação de vários mecanismos interfaciais como: troca iônica, quimisorção e adsorção como íons determinantes de potencial. Os resultados mostraram que a zeólita modificada apresenta um bom potencial como adsorvente de íons de Mn2+. Na modificação da zeólita com surfactante (ZMS), a quantidade adsorvida de SDBS (dodecil benzeno sulfonato de sódio) aumenta com o tempo de contato, alcançando o equilíbrio em aproximadamente 30 min e a cinética de adsorção segue o modelo de pseudo-segunda ordem. O pH do meio e a quantidade de CTAB (Brometo de cetiltrimetilamônio) usada influenciam na taxa de adsorção dos íons SDBS sobre a ZMS. A capacidade máxima de adsorção de 30,7 mg SDBS g-1 ZMS foi obtida para a cobertura de CTAB com 660% do valor da CTCE (Capacidade de Troca Catiônica Externa) e o modelo da isoterma de Langmuir ajustou-se melhor aos dados experimentais. A adsorção do SDBS sobre a superfície da ZMS ocorreu pelas interações hidrofóbicas entre as cadeias carbônicas do CTAB e do SDBS, principalmente para a modificação com CTAB a 100% da CTCE (cobertura em monocamada). As interações ácido-base são predominantes nas modificações com CTAB acima de 330% da CTCE (cobertura em dupla camada). A capacidade de adsorção aumenta com o aumento da concentração de CTAB usado na modificação, alcançando valores de saturação para a ZMS acima de 330% da CTCE. Os resultados permitem acreditar que a tese contribui significativamente para o entendimento dos mecanismos de adsorção de íons inorgânicos e orgânicos utilizando zeólitas naturais devidamente ativadas e modificadas. / This work describes studies of activation and surface modification of a Chilean natural zeolite for the removal efficiency of manganese and dodecyl benzene sulfonate ions from aqueous solutions. A characterization of particulate materials, including determination of particle size distribution, specific surface area, spectroscopy, X-ray diffraction, zeta potential, among others were done. Studies performed using powdered natural zeolite, showed that the processes of activation and surface modification of zeolite increased significantly both the capacity and the adsorption kinetics. Bench scale studies were conducted with the pollutants adsorption on activated or modified zeolites in order to obtain process parameters (adsorption capacity, kinetics and optimum pH). After activation with inorganic ions (Na+ and NH4 +), the Mn2+ ions adsorption was significantly influenced by the pH. Mn2+ ions adsorption on activated zeolites showed good agreement with the pseudo second-order kinetic model and the activated zeolite with NaOH reached the highest adsorption rate. The Langmuir isotherm model showed the best agreement with the equilibrium data, reaching a maximum capacity value at 21.15 mg Mn2+ g-1 for the activated zeolite with NaCl. The maximum adsorption capacity depends on the activation type and decreased in the following order: NaCl ~ NaOH > Na2CO3 > NH4Cl > natural zeolite. On zeolite modification with manganese oxide (MOCZ), the results showed that the oxide particles have low crystallinity degree, and the oxide coated on the zeolite surface is mainly in vernadite form (δMnO2), while the particles exhibited a point of zero charge (PZC) at pH 3.8. Moreover, the amount of Mn2+ adsorbed increases with pH and the adsorption kinetics studies of the Mn2+ followed a pseudo-second order model. This indicates that the adsorption is controlled by chemical adsorption. The equilibrium data was satisfactorily described by the Langmuir and Freundlich models, which suggest a monolayer adsorption and a heterogeneous surface for the MOCZ, showing a high adsorption capacity for Mn2+ ion and reaching a maximum capacity of 30.9 mg Mn2+ g-1. Manganese ions uptake is the result of a combination of several interfacial mechanisms such as: ion exchange, chemisorption and adsorption as potential determining ions. Results showed that the modified zeolite has a good potential as an adsorbent for Mn2+ ions. After zeolite modification with surfactant (ZMS), the amount of SDBS (sodium dodecyl benzene sulfonate) adsorbed increases with the contact time, reaching equilibrium in about 30 min, while the adsorption kinetics follow a pseudo second-order model. The medium pH and the percent coverage with CTAB (cetyl trimethylammonium bromide) highly influence the SDBS ions uotake rate and capacity onto ZMS. A maximum adsorption capacity of 30.7 mg SDBS g-1 ZMS was obtained at a CTAB loading of 660% of ECEC (External Cationic Exchange Capacity) value and the Langmuir isotherm model was the best model in fitting the experimental data. SDBS adsorption on the ZMS surface occurred by hydrophobic interaction between CTAB and SDBS carbon chains, especially for CTAB modification with 100% of ECEC (monolayer coverage). Acid-base interactions are predominant for CTAB modification above 330% of ECEC (bilayer coverage). Uptake capacity increases with increasing of CTAB concentration used in the modification, reaching a maximum value for ZMS above 330% of ECEC. The results obtained contribute for the understanding of uptake mechanisms of inorganic and organic ions on properly activated and modified natural zeolites.
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Casca de pinhão in natura e carvão ativo: adsorventes para remoção de corantes em efluentes aquosos

Calvete, Tatiana January 2011 (has links)
Este trabalho foi conduzido no sentido de verificar a eficiência de remoção de corantes têxteis por meio do processo de adsorção em batelada utilizando adsorventes preparados a partir da casca do pinhão, pseudofruto da árvore Araucaria angustifólia. Os materiais foram obtidos por carbonização com ácido e ativação química e física da casca de pinhão, um resíduo alimentar que comumente é desprezado. A casca de pinhão in natura (PW), o material carbonizado (C‐PW) e os carvões ativados (CAC e AC‐PW/CPAC) foram empregados na remoção de corantes têxteis de solução aquosa. Durante as etapas de ativação foram ajustados o fluxo de gás de arraste no reator, a taxa de aquecimento e a temperatura final, a fim de se obter carvões ativados com elevada área superficial específica e alta capacidade de adsorção. O processo de carbonização e a ativação conferiram aos materiais uma área superficial específica superior à do material de partida, PW. Para a adsorção dos corantes laranja reativo, vermelho de prociona e verde brilhante foram necessários diferentes tempos de equilíbrio dependendo do adsorvente utilizado. Os carvões ativos foram os materiais que adsorveram o maior percentual de corante em menor tempo de contato. Os modelos de isoterma de Sips e cinético de ordem fracionária de Avrami foram os que melhor se ajustaram aos dados experimentais. Pelo modelo de difusão intrapartícula foi verificado que a adsorção envolveu mais de uma etapa cinética, a primeira correspondendo à difusão intrapartícula e a segunda atribuída à difusão através dos poros do adsorvente seguida pelo estabelecimento do equilíbrio. As faixas de pH favoráveis à remoção dos corantes laranja reativo e vermelho de prociona pelo C‐PW e AC‐PW foram coincidentes com seus potenciais de carga zero, mostrando que o mecanismo de interação foi eletrostático. O desempenho dos carvões ativados CAC e CPAC na remoção do corante verde brilhante foi efetivo numa faixa de pH mais ampla, variando de 2,0 a 10,5, evidenciando a interação do corante com os anéis aromáticos dos adsorventes. Os adsorventes removeram um alto percentual de corantes têxteis presentes em um efluente sintético, indicando alta capacidade de adsorção, equivalente à de carvões ativos comerciais de alta qualidade a baixo custo de obtenção. A entalpia e a entropia de adsorção dos corantes têxteis pelos adsorventes obtidos foram determinadas em experimentos de adsorção nas temperaturas de 298 K a 323 K, utilizando a constante de equilíbrio de Sips (KS). A magnitude da entalpia foi consistente com uma interação física entre o adsorvente e o adsorvato. Os valores negativos de ΔG indicaram que a adsorção foi espontânea e favorável para todas as temperaturas. Os valores positivos de ΔS° confirmaram a preferência das moléculas dos corantes pela superfície dos adsorventes e sugeriram mudanças estruturais ou acomodações no complexo de adsorção carbono‐corante. / This study was conducted in order to verify the efficiency of removal of textile dyes using the batch adsorption process using adsorbents prepared from the Brazilian pine‐fruit‐shell, Araucaria angustifolia. The materials were obtained by acid carbonization and chemical and physical activation from the Brazilian pine‐fruit‐shell, a food waste that is often overlooked. The Brazilian pine‐fruit‐shell (PW), the carbonaceous material (CPW) and the activated carbon materials (CAC and AC‐PW/CPAC) were tested as adsorbents for the removal of textile dyes from aqueous solution. During the stages of activation, the flow of carrier gas in the reactor, the heating rate and the final temperature were adjusted, in order to obtain activated carbons with high specific surface area and high adsorption capacity. The carbonization and the activation process produced materials with specific surface area higher than the starting material, PW. The contact time required to obtain the adsorption equilibrium using CPW and AC‐PW as adsorbents was different. The activated carbonaceous materials adsorbed the highest percentage of dye in less contact time. The Avrami fractionary order kinetic model provided the best fit to experimental data compared with other models. Equilibrium data were better fit to the Sips isotherm model using C‐PW and AC‐PW as adsorbents. The intra‐particle diffusion model showed that the adsorption processes involve more than one single kinetic stage. The first linear part can be attributed to intra‐particle diffusion and the second stage is the diffusion through smaller pores, which is followed by the establishment of equilibrium. The points of zero charge for both adsorbents confirm the ranges of optimal pH values for orange reactive and procion red removal from aqueous solution, showing an electrostatic interaction. The brilliant green dye amount adsorbed per unit of mass was practically constant for the pH values ranging from 2.0 to 10.5. It reinforced the hypothesis that the mechanism of adsorption should takes place by the interaction of the dye with the aromatic rings of the activated carbon. The adsorbents removed a high percentage of textile dyes present in a synthetic effluent, indicating high adsorption capacity, equivalent to that of high quality commercial coal, with low production cost. The enthalpy and entropy of adsorption of textile dyes were obtained from adsorption experiments ranging from 298 to 323 K, using Sips equilibrium constant (KS). The magnitude of enthalpy is consistent with a physical interaction of an adsorbent with an adsorbate. Enthalpy changes (ΔH°) indicate that adsorption followed endothermic processes. Negative values of ΔG indicate that dye adsorption by activated carbon materials is a spontaneous and favorable process for all studied temperatures. Enthalpy changes indicate that adsorption followed endothermic processes. The positive values of ΔS° confirm a high preference of dyes molecules for the carbon surface of adsorbents and also suggest the possibility of some structural changes or readjustments in the dye‐carbon adsorption complex. Besides, it is consistent with the dehydration of dye molecule before its adsorption to carbon surface, and the releases of these water molecules to the bulk solution.
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Modificação estrutural de bentonitas nacionais : caracterização e estudos de adsorção

Tejedor de León, Alexis Bionel January 2002 (has links)
São apresentados os aspectos teóricos, práticos e bibliográficos envolvidos no desenvolvimento da tese de doutorado intitulada Modificação estrutural de bentonitas nacionais: caracterização e estudos de adsorção. O trabalho consistiu no desenvolvimento de um material adsorvente a partir de bentonitas, do tipo montmorilonitas, modificadas estruturalmente com o objetivo de aumentar sua capacidade de adsorção de poluentes, orgânicos e inorgânicos. O estudo visa incrementar o valor agregado deste recurso mineral e insere-se na área de tratamento de efluentes líquidos usando adsorventes não tradicionais, eficientes e de baixo custo em substituição ao carvão ativado ou às resinas de troca iônica. Foram estudadas as propriedades físicas e químicas; distribuição de tamanho de partículas, área superficial, potenciais eletrocinéticos, capacidade de troca catiônica, composição mineralógica, morfologia superficial e espaçamento basal, bem como as propriedades adsorptivas dos argilominerais não tratados e modificados, não modificadas e pilarizadas respectivamente. Também são discutidos os mecanismos de adsorção envolvidos e o desenvolvimento de um reator contínuo (adsorção em flocos) e de separação sólido/líquido. As modificações estruturais dos argilominerais foram realizadas via homoionização com cloreto de cálcio e posterior intercalação com compostos orgânicos com ação quelante de metais. A FENAN, bentonita obtida pela intercalação com Orto Fenantrolina (OF), foi a que apresentou melhor viabilidade técnica em termos de adsorção, adsorção/dessorção, floculação e de acumulação de poluentes na forma floculada e não floculada. Adicionalmente os estudos de reversibilidade da intercalação revelaram a alta estabilidade da OF na FENAN, em soluções fortemente ácidas, onde aproximadamente 90% da OF permanece ligada à superfície da argila. A quantidade de OF adsorvida na forma de unidades micelares foi de 112 mg por grama de bentonita a pH 8,5 ± 0,5. A caracterização das bentonitas, via difração de Raios X, análise térmica, microscopia eletrônica de varredura e por microscopia de força atômica, revelou que as FENAN possuem um comportamento estrutural muito estável ao longo da seqüência de adsorção/dessorção e que após a adsorção de poluentes inorgânicos, o quelato metálico formado apresenta alta estabilidade dentro da estrutura da organobentonita. A capacidade de acumulação alcançada nas FENAN foi de 110 mg de Cu/g de bentonita, valor superior à de diversos materiais adsorventes alternativos propostos em outros trabalhos similares. Os estudos de acumulação das FENAN floculadas – FENANFLOC, indicaram que a presença de floculante, na quantidade utilizada, não afeta significativamente a capacidade de remoção das bentonitas modificadas. Este comportamento apresentado, permitiu o desenvolvimento do Reator Expandido de Flocos Adsorventes (REFA), cujas características e parâmetros operacionais são discutidos em detalhe. Finalmente, os resultados são discutidos em termos dos fenômenos interfaciais envolvidos e dos potenciais práticos deste novo adsorvente e da nova técnica de adsorção em flocos no REFA. / This work deals with the structural modification of Brazilian bentonites (montmorillonites) to be used as adsorbent materials for organic or inorganic pollutants present in aqueous solutions. The purpose of this work was to improve the adsorptive capacities to remove pollutants from wastewater and increase the economic value of raw clays. The present work can be included in the wastewater treatment using alternative and cost-effective sorbent media in substitution of activated carbon or ion exchange resins. The chemical and physical properties were studied, as well as particle size distribution; specific surface area, cation exchange capacity, electrokinetic potential, mineralogical composition, morphological surface and basal spacing. The adsorptive capacities of treated and untreated clay were also studied. Furthermore, the adsorption mechanisms involved, and the development of a continuous reactor for adsorption in flocs and liquid / solid separation are discussed. The structural modification of Brazilian bentonites was carried out by homoionization with calcium chloride, followed by intercalation studies with organic compounds. The FENAN, a clay obtained by the intercalation with Ortophenanthroline (OP), showed the best technical viability in terms of adsorption, adsorption/desorption and flocculation works, and it also showed a significant increase in the pollutant adsorbed in the flocculated and not flocculated way. In addition, the desorption experiments revealed high uptake irreversibility and high stability in strongly acid solutions, when about 90% of the OP remains bounded to the bentonite surface. The amount of OP absorbed as a micellar unit was 112 mg per gram of bentonite at about pH 8.5 ± 0.5. The adsorbent phase which was studied by X-Ray Diffraction (XRD), thermal analysis, scanning electron microscopy and atomic force microscopy techniques, showed that the FENAN clays have high structural behaviour during the adsorption/desorption sequence, and after the inorganic pollutant adsorption, the metallic complex formed showed high stability inside the organo-bentonite structure. The adsorptive capacity reached by FENAN was 110 mg of Cu per gram of bentonite. This value is very high compared to some of the values reported by other researchers with other types of adsorbents. The accumulation studies by the flocculated FENAN – FENANFLOC, indicated that flocculation does not alter significantly the adsorption capacity of the modified bentonites. This behaviour allowed the development of the Expanded Floc Adsorber Reactor (EFAR) whose characteristics and operational conditions are also discussed in detail. Finally, the results obtained are discussed in terms of interfacial phenomena associated to the “new” adsorbent and the potential of the new adsorption techniques in flocs in the EFAR.
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Adsorção de corantes têxteis utilizando biossorventes alternativos

Cardoso, Natali Farias January 2012 (has links)
Os efluentes têxteis, quando lançados nos corpos hídricos, reduzem a penetração da luz solar prejudicando os processos de fotossíntese. Além disso, os corantes têm sido apontados como substâncias potencialmente tóxicas. Em geral, os processos de remoção estão fundamentados em sistemas físicoquímicos seguidos de tratamento biológico. O processo de adsorção, além de apresentar alta eficiência de remoção, ainda apresenta como vantagem a facilidade de operação e a possibilidade de utilização de adsorventes de baixo custo. Neste trabalho foram utilizados quatro novos adsorventes alternativos para remoção dos corantes têxteis presentes em soluções aquosas ou efluentes sintéticos. O estudo foi segmentado em três etapas de trabalho. Para a remoção dos corantes RR-194 e DB-53, RB-5 e RO-16 de soluções aquosas, foram testados como adsorventes os seguintes materiais: casca de cupuaçu (CS), talo do açaí (AS) e talo do açaí acidificado (AAS), respectivamente. Para a remoção do corante RR- 120 do efluente sintético, foi avaliada a capacidade adsorvente da microalga verde azulada S. platensis (SP). Com o intuito de comparar a eficiência de remoção da microalga, os testes também foram realizados com carvão ativo comercial. A dessorção do corante RR-120 e a reutilização da microalga foi analisada. Os biossorventes foram caracterizados por espectroscopia FTIR, MEV e curvas de adsorção e dessorção de nitrogênio. Foram realizados estudos cinéticos e de equilíbrio para os sistemas. Para avaliar a capacidade de remoção do corante RR-120 da microalga S. platensis e do carvão ativo comercial, foram analisados os aspectos termodinâmicos do processo. Os estudos utilizando a casca do cupuaçu, o talo do açaí, o talo do açaí acidificado e a microalga S. platensis mostraram que os novos adsorventes são ótimas alternativas de baixo custo para remoção dos corantes têxteis RR-194 e DB- 53, RB-5 e RO-16, e RR-120. Todos os adsorventes apresentaram elevada eficiência de remoção. Os experimentos de dessorção utilizando solução de NaOH 0,50 mol.L-1demonstraram que a microalga S. platensis pode ser reutilizada, com pouca perda de eficiência de remoção, diferentemente do carvão ativo, que, apesar de apresentar uma boa eficiência de remoção, forneceu uma porcentagem de dessorção de cerca de 13%, impossibilitando sua reutilização. A caracterização dos biossorventes mostrou que os grupos hidroxila presentes nos compostos fenólicos e alcoólicos e os carboxilatos devem participar efetivamente do mecanismo de biossorção. Os resultados obtidos com os biossorventes CS, AS e AAS foram mais bem representados pelo modelo de ordem fracionária de Avrami, enquanto que o biossorvente SP foi adequadamente ajustado pelo modelo de ordem geral. O modelo de difusão intra-partícula sugere que a biossorção ocorreu em múltiplas etapas. O equilíbrio foi atingido após 10 e 4 horas de contato dos biossorventes AS e AAS, respectivamente, com os corantes RB-5 e RO-16. O tempo necessário para atingir o equilíbrio entre os corantes RR-194 e DB-53 e o biossorvente CS foi de 8 e 18 horas, respectivamente, enquanto que, para remoção do corante RR-120 com o adsorvente SP e AC, foram necessárias 3 horas. O modelo de isoterma de Sips foi o que melhor representou os sistemas de adsorção utilizando CS, AS e AAS como biossorventes. Para o carvão ativo e para o biossorvente SP, o modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais foi o de Liu. A capacidade máxima de adsorção dos corantes RB-5 e RO-16 foi de 52,3 mg.g-1 e 61,3 mg.g-1, respectivamente, utilizando AS como biossorvente e 72,3 mg.g-1 e 156 mg.g-1, respectivamente, utilizando AAS como biossorvente. A capacidade máxima de adsorção de RR-194 e DB-53 foi de 64,1 mg.g-1 e 37,5 mg.g-1, respectivamente, utilizando CS como biossorvente, enquanto que a capacidade máxima de adsorção do corante RR-120 foi de 482,2 mg.g-1 e 267,2 mg.g-1, respectivamente, utilizando SP e AC como adsorvente. / The textile effluents when launched into water bodies reduce the penetration of sun light harming the photosynthesis processes. Besides this, the dyes have been pointed out as potentially toxic substances. In general, the removal processes are based on physicochemical systems followed by biological treatment. The sorption process, besides presenting high removal efficiency, it still has the advantage of easy operation and the possibility of usage of low cost adsorbents. In this work, four new alternative adsorbents were used for the removal of textile dye found in aqueous solutions or synthetic effluents. The study was divided in three working steps. For the removal of the dyes RR-194 and DB-53, RB-5 and RO- 16 of aqueous solutions, the following materials were tested as adsorbents: cupuassu shell (CS), aqai stalk (AS) and acidified aqai stalk (AAS), respectively. For the removal of the dye RR-120 of the synthetic effluent the adsorbing capacity of the blue-green microalgae S. platensis (SP) was evaluated. In order to compare the efficiency of microalgae removal, the tests were also performed using commercial activated carbon (AC). The desorption of the dye RR-120 e reusage of the microalgae was analyzed. The biosorbents were characterized through spectroscopy FTIR, MEV and nitrogen adsorption and desorption curves. Kinetic and balance studies for the systems were developed. To evaluate the removal capacity of the dye RR-120 of S. platensis microalgae and the commercial activated carbon, the thermodynamic aspects of the process were analyzed. The studies using the cupuassu shell, aqai stalk, acidified aqai stalk and the S. platensis microalgae showed that the new adsorbents are excelent low cost alternatives for the removal of textile dyes RR-194 and DB-53, RB-5 and RO-16, and RR-120. All adsorbents presented high removal efficiency. The desorption experiments using NaOH 0.50 mol.L-1 solution demonstrated that the S. platensis microalgae may be reused, with a small loss of removal efficiency, different from the activated carbon, which, despite presenting a good removal efficiency, provided a desorption rate of about 13%, preventing its reuse. The characterization of biosorbents showed that the hydroxyl groups found in phenolic and alcoholic compounds and the carboxylates shall effectively participate in the biosorption mechanism. The results obtained with the CS, AS and AAS biosorbents were better represented by the Avrami fractional order model, while the SP biosorbent was properly adjusted by the general order model. The intra-particle diffusion model suggests that the biosorption occurred in multiple stages. The balance was reached after 10 and 4 hours of contact with the biosorbents RB-5 and RO-16 and AS and AAS, respectively. The time needed to reach the balance between the dyes RR-194 and DB-53 and the biosorbent CS was of 8 and 18 hours, respectively, whereas for the removal of the dye RR-120 with the adsorbent SP and AC, 3 hours were needed. The Sips isotherm model was the one which better represented the adsorption systems using CS, AS and AAS as biosorbents. For the activated carbon and the biosorbent SP the model which best suited the experimental data was the Liu’s. The adsorption maximum capacity of the dyes RB-5 and RO-16 were of 52.3 mg.g-1 and 61.3 mg.g-1 using AS as biosorbent, respectively, and 72.3 mg.g-1 and 156 mg.g-1 using AAS as biosorbent, respectively. The adsorption maximum capacity of RR-194 and DB-53 was of 64.1 mg.g-1 and 37.5 mg.g-1 using CS as biosorbent, respectively, whereas the adsorption maximum capacity of the dye RR-120 was of 482.2 mg.g-1 and 267.2 mg.g-1 using SP and AC as adsorbent.
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Avaliação da utilização de carvão ativado em pó superfino (S-CAP) associado a membrana de microfiltração (MF) na remoção de atrazina de água de abastecimento

Amaral, Pauline Aparecida Pera do January 2016 (has links)
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-05-23T04:16:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345552.pdf: 4305089 bytes, checksum: b0f1f044f011bef9ab8fdd4234e6a2b6 (MD5) Previous issue date: 2016 / A presença de compostos orgânicos pertencentes ao grupo dos poluentes emergentes, tal como o herbicida Atrazina, em mananciais, é preocupante pelo seu potencial nocivo a saúde humana. Consequentemente, há um grande interesse no desenvolvimento de tecnologias capazes de remover, de forma eficiente, estes compostos em estações de tratamento de água. Neste contexto, esta pesquisa teve por objetivo avaliar um sistema híbrido adsorção/filtração na remoção de Atrazina de água de abastecimento. O material adsorvente testado foi o carvão ativado em pó superfino (S-CAP), obtido a partir da moagem do carvão ativado em pó (CAP), produzido a partir de diferentes materiais precursores, sendo estes, o carvão betuminoso (BC), a madeira (WD) e a casca de coco (CS). No sistema híbrido foram utilizadas membranas de microfiltração de polivinilideno, com tamanho de poro de 0,1 µm. Para a água de estudo foi utilizada água sintética acrescida ou não de matéria orgânica natural (MON) proveniente do Rio Suwannee (RSMON) ou cálcio; também foram realizados ensaios com água natural proveniente do Rio Edisto (REMON). A metodologia foi dividida em três etapas distintas, sendo estas a caracterização do material adsorvente, os estudos cinéticos e os ensaios de adsorção/filtração. Na caracterização do material adsorvente, foi observado que características como tamanho de partícula, teor de oxigênio, pHpzc e área superficial variaram com o tempo de moagem e apresentaram correlação entre si. Os estudos cinéticos apontaram cinéticas de adsorção mais rápidas da atrazina para os BC S-CAPs, quando comparados com o BC CAP, principalmente na presença da RSMON. Os estudos de adsorção/filtração foram avaliados em termos de eficiência de remoção e fluxo de permeado. Todos os S-CAPs testados promoveram uma melhor remoção de atrazina quando comparado com seu respectivo CAP; entretanto, nenhum dos carvões testados se apresentaram eficientes na remoção da MON. Para todos os carvões testados, o fluxo do permeado variou de acordo com o tamanho de partícula dos S-CAPs, principalmente para os tempos de moagem mais longos (menores tamanhos de partículas). A MON foi a maior responsável pelo fouling da membrana, e não a presença das partículas de S-CAPs, conforme esperado, e a adição de cálcio auxiliou na obtenção de fluxos de permeado mais altos para os BC S-CAPs. No geral, observou-se que S-CAPs produzidos com tempos de moagem mais curtos, entre 10 e 30 minutos, apresentaram uma boa eficiência de remoção da atrazina e uma perda de fluxo aceitável, permitindo assim concluir que estes S-CAPs são os mais favoráveis para serem utilizados para o revestimento de membranas em sistemas híbridos.<br> / Abstract : Trace-contaminant synthetic organic chemicals (SOCs) such as pesticides, pharmaceuticals, and personal care products found in drinking water supplies are an increasingly worrisome threat to public health. Therefore, there is a great interest of developing technologies capable of removing these compounds from water in water treatment plants. In this context, the main objective of this study was to evaluate a hybrid adsorption/membrane system aiming atrazine removal from drinking water. The adsorbent used was the superfine powdered activated carbon (S-PAC), produced by milling activated carbons (PAC) of different materials, bituminous coal (BC), wood (WD) and coconut shell (CS). Microfiltration PVDF membranes with 0,1 µm average pore size were used. The performance of the hybrid system was evaluated for a varied water matrix, with or without NOM from Suwannee River (SRNOM) and calcium; and natural water from Edisto water was also used. The methodology was divided in three main steps, adsorbent characterization, kinetics studies and adsorption/membrane experiments. The first step showed that the adsorbent characteristics, such as particle size, oxygen content, pHpzc and surface area varied with the milling time and showed statistical correlation with each other. The second step showed the BC S-PACs faster kinetics, compared with the parent PAC, for atrazine, especially with SRNMO containing water. The adsorption/membrane system was evaluated in terms of removal efficiency and permeate flux. For every condition studied and for each carbon tested, the atrazine removal by S-PACs was superior to the respective parent PACs. NOM adsorption was not found to be significantly higher on S-PAC than PAC, and the general removals were low. Oxygen content and specific external surface area (both of which increased with longer milling times) were the most significant predictors of atrazine removal. The permeate flux varied with the S-PAC particle size, especially for the longer milling times (smaller particle sizes). In most experiments, NOM caused much greater fouling than S-PAC. In the presence of NOM, calcium resulted in improved flux of the BC S-PACs by aiding in the capture of NOM within the carbon layer. In this study carbons milled for the relatively short time (relatively low energy) of 10-30 minutes were the most favorable to be used in hybrid systems.
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Estudos de adsorção de gases ácidos em faujasitas: experimentos e simulação molecular / Studies of acid gases adsorption in faujasites: experiments and molecular simulations

Coelho, Juliana Amorim 24 February 2012 (has links)
COELHO, J. A. Estudos de adsorção de gases ácidos em faujasitas: experimentos e simulação molecular. 2012. 78 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-10-18T17:52:25Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_jacoelho.pdf: 3314146 bytes, checksum: 7e6d338bf64dacffd5996ce2afc75140 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-10-18T17:52:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_jacoelho.pdf: 3314146 bytes, checksum: 7e6d338bf64dacffd5996ce2afc75140 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-18T17:52:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_jacoelho.pdf: 3314146 bytes, checksum: 7e6d338bf64dacffd5996ce2afc75140 (MD5) Previous issue date: 2012-02-24 / Natural gas and biogas have in their composition methane, carbon dioxide, nitrogen, hydrogen, sulfur compounds (including hydrogen sulfide), etc. The carbon dioxide (CO2) and hydrogen sulfide (H2S) are highly undesirable. CO2 decreases the combustion power of the natural gas and H2S is an extremely toxic gas. Moreover, in the presence of moisture, they generate acids that corrode pipes and equipment. The absorption in amines solution is the conventional process to removal these gases. However, this process spends a lot of energy with the regeneration of the amines, besides forming corrosive by-products due to degradation of these. Thus, the physical adsorption using zeolites is a promising alternative for remove these gases. The aim of this study is to evaluate the adsorption of acid gases, CO2 and H2S, in pure, NaY and NaX, and modified, AgX, CaX and USY (dealuminated zeolite), faujasites through experimental methods and molecular simulation. The AgX and CaX zeolites were obtained by modifying the NaX zeolite. All absorbents were obtained and characterized. Experimental adsorption isotherms were obtained of CO2 on all studied adsorbents at 25 °C. The force field parameters were obtained by fitting to our own experimental data, CO2 in faujasites, and validated with available data taken from the literature, H2S in faujasites, by simulated isotherms using the Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) method. / Tanto o gás natural quanto o biogás possuem em sua composição metano, dióxido de carbono, nitrogênio, hidrogênio, compostos sulfurados (incluindo o sulfeto de hidrogênio), etc. O dióxido de carbono (CO2) e o ácido sulfídrico, ou sulfeto de hidrogênio (H2S) são gases altamente indesejáveis. O CO2 diminui o poder de combustão do gás natural e o H2S é um gás extremamente tóxico. Além disso, na presença de umidade, ambos geram ácidos que corroem tubulações e equipamentos. A absorção em solução de aminas é o processo convencional de remoção destes gases. Entretanto, este processo despendem muito gasto energético com a regeneração das aminas, além de formar subprodutos corrosivos devido à degradação destas. Desta maneira, a adsorção física em zeolitas é uma alternativa promissora para a remoção destes gases. Assim, este trabalho tem por objetivo estudar a adsorção de gases ácidos, CO2 e H2S, em faujasitas puras, NaY e NaX, e modificadas, AgX, CaX e USY (zeolita dealuminizada ou ultraestabilizada) através de metodologias experimentais e de simulação molecular. As zeolitas AgX e CaX foram obtidas através da modificação da zeolita NaX. Todos os adsorventes foram caracterizados, quanto à estrutura cristalina, composição química e características texturais, e foram obtidas isotermas experimentais a 25 ºC de CO2 em todos os adsorventes estudados. Foi utilizado o método de Monte Carlo no ensemble Grande Canônico (GCMC) para obter as isotermas simuladas e os parâmetros do campo de força capazes de reproduzir dados experimentais de CO2 e H2S em faujasitas.
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Estudo da captura de CO2 utilizando adsorventes modificados via simulação molecular / Study of CO2 capture using adsorbents modified by molecular simulation

Lima, Adriano Erique de Oliveira 30 July 2012 (has links)
LIMA, A. E. de O. Estudo da captura de CO2 utilizando adsorventes modificados via simulação molecular. 2012. 117 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-11-07T18:16:39Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_aeolima.pdf: 1421991 bytes, checksum: 8c52dd10b2cdb97777304536d50b1495 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-11-07T18:49:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_aeolima.pdf: 1421991 bytes, checksum: 8c52dd10b2cdb97777304536d50b1495 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-11-07T18:49:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_aeolima.pdf: 1421991 bytes, checksum: 8c52dd10b2cdb97777304536d50b1495 (MD5) Previous issue date: 2012-07-30 / The high levels of CO2 emissions over the last century have generated concern and alert worldwide. Incentives to promote technologies for CO2 capture and storage are highlighted in this situation. Among the viable alternatives to capture that gas is the adsorption process. The literature contains many experimental studies of CO2 adsorption in various impregnated materials, despite that, few papers are devoted to the understanding of such phenomena at the atomic level. This study investigates the CO2 adsorption in X-faujasites and activated carbons impregnated with monoethanolamine (MEA) using molecular simulation. Thus, models of MEA, CO2, faujasite and activated carbon were proposed. For faujasite, the structure was modeled based on the crystallographic data reported in the literature. For activated carbon, the pores were represented by the slit pores model of graphene and the study was conducted in three pore sizes (8.9, 18.5, 30.9 Å) to represent different regions of the adsorption and also allow for data correlation with the commercial activated carbon WV-1050. The CO2 molecule was modeled in the three-centers (faujasites tests) and one-center (carbons tests) models. The adsorbents were loaded with increasing amounts of monoethanolamine and the impact of this addition was evaluated through a set of simulated CO2 isotherms using the Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) method. With the model faujasite/MEA/CO2, it was possible to reproduce the decreasing experimental CO2 adsorption with increased MEA concentration. In carbons, it was observed that the values of adsorbed CO2 at high pressure (above 4 bar) always decrease with MEA increasing loadings for both pores, as verified experimentally in real carbons. However, the simulation has shown that the amount adsorbed at low pressures (below 1 bar) is enhanced with monoethanolamine concentration in carbonaceous material. These results, considering the techniques used in this study, indicate that the activated carbon and NaX systems modified with monoethanolamine are unfeasible for capturing CO2 if adsorption capacity is the only criterion to take into account / Os altos níveis de emissão de CO2 neste último século têm gerado alerta e preocupação às autoridades a nível mundial. Incentivos para desenvolver tecnologias de captura e armazenamento de CO2 ganham destaque nesse cenário. Dentre as alternativas viáveis para captura do referido gás está o processo de adsorção. A literatura é vasta nos estudos experimentais de adsorção de CO2 em diversos materiais impregnados, entretanto poucos trabalhos se dedicam ao entendimento dos fenômenos em nível atômico. O presente estudo objetiva investigar a adsorção de CO2 em faujasitas do tipo X e carbonos ativados impregnados com monoetanolamina (MEA), mediante o uso de simulação molecular. Para isso, modelos de MEA, CO2, faujasita e carbono ativado foram elaborados. Para a faujasita, construiu-se a estrutura com base nos dados cristalográficos reportados na literatura. No carbono ativado, os poros foram representados pelo modelo de placas paralelas de grafeno e realizou-se o estudo em três tamanhos característicos (8,9, 18,5, 30,9 Å) de modo a representar distintas regiões de adsorção e também permitir correlacionar dados com o carvão comercial WV-1050. A molécula de CO2 foi construída com os modelos de 3 centros (ensaios em faujasitas) e de 1 centro (ensaios em carbonos ativados). Os adsorventes foram carregados com quantidades crescentes de MEA e o impacto desta adição foi avaliado através do levantamento de novas isotermas de CO2 utilizando-se o método de Monte Carlo no ensemble Grande Canônico (GCMC). Com o modelo proposto faujasita/MEA/CO2, foi possível reproduzir a tendência experimental de redução de adsorção de CO2 com aumento da concentração de MEA, em concordância com resultados experimentais apresentados na literatura. Em carbonos ativados, observou-se que os valores de CO2 adsorvidos a alta pressão (acima de 4 bar) sempre decaíam com o carregamento de MEA para ambos os poros, como foi evidenciado experimentalmente em carbonos reais. No entanto, a simulação revelou que as quantidades adsorvidas a baixa pressão (abaixo de 1 bar) são maiores quando se adiciona monoetanolamina ao material carbonoso. Os resultados, com base nas técnicas aplicadas nesse estudo, indicam que os sistemas NaX e carbono ativado modificados com MEA são pouco viáveis para captura de CO2 no que diz respeito ao critério isolado de capacidade de adsorção

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