Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-16T18:41:45Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ VANDERLEY DO NASCIMENTO SILVA - TESE PPGEQ 2015..pdf: 2308601 bytes, checksum: 9f12a4c2a7b8abc9470ef017ee29755e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-16T18:41:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ VANDERLEY DO NASCIMENTO SILVA - TESE PPGEQ 2015..pdf: 2308601 bytes, checksum: 9f12a4c2a7b8abc9470ef017ee29755e (MD5) Previous issue date: 2015-02 / Capes / O aumento da produção industrial tem proporcionado à geração de efluentes aquosos contaminados com íons de metais pesados. Esses devem ser tratados antes de serem descartados no meio ambiente. Por este motivo é muito importante à utilização de processos para reduzir ou eliminar metais pesados presentes em efluentes industriais. Dentre os vários processos existentes, a adsorção apresenta grande eficiência na remoção de metais presentes em baixas concentrações. As argilas têm apresentado ótimos resultados em processos de adsorção de metais pesados, o que motiva a busca por argilas que possuam maior afinidade com cada tipo de metal. Neste trabalho as argilas naturais esmectiticas Chocobofe e Chocolate B proveniente do estado da Paraíba foram investigadas com o objetivo de avaliar sua afinidade e capacidade para remoção de cádmio, chumbo e zinco. Realizou-se, inicialmente, a caracterização das argilas pelas técnicas: Difração de Raios X; Análises químicas; Análises térmicas (diferencial e gravimétrica); Espectroscopia na região do infravermelho; Adsorção Física de Nitrogênio; Microscopia eletrônica de varredura e capacidade de troca de cátions. Depois de caracterizadas, as argilas foram avaliadas quanto a sua capacidade de remoção (qeq) e seu percentual de remoção (%Rem) para os metais (Cádmio, Chumbo e Zinco), presentes em efluente sintético, através de sistema de banho finito. De forma a se obter uma maior eficiência na remoção dos metais, foi realizado um planejamento fatorial 22 avaliando duas variáveis de entrada: concentração inicial de metais pesados (10, 30 e 50 ppm) e pH (3, 4 e 5), para determinar as melhores condições de trabalho, no qual se verificou que o pH= 5 e concentração inicial de 50 mg/g foram as condições que apresentaram melhores resultados alcançando Valores de 88,54-99,44% de percentagem de remoção e 3,36-4,43 mg/g de capacidade de remoção. A partir desses dados foram desenvolvidos estudos cinéticos e isotermas de equilíbrio que serviram de dados para avaliar a capacidade de adsorção das argilas com ajustes feitos através dos modelos de Langmuir, Freundlich e Redlich-Peterson. Os resultados dos testes cinéticos indicaram que o processo de remoção dos íons Cd2+, Pb2+ e Zn2+ pelas argilas se aplicam ao mecanismo do modelo de velocidade de pseudo-segunda ordem, sendo necessário um tempo de 10 minutos para alcançar o equilíbrio. Os modelos matemáticos adotados para a modelagem dos dados experimentais descreveram adequadamente a dinâmica da adsorção, produzindo isotermas teóricas com comportamento bastante próximos daqueles encontrados com as isotermas experimentais e que dos modelos utilizados, verifica-se que os modelos de Langmuir e Redlich-Peterson apresentaram melhor ajuste aos dados experimentais. A capacidade máxima de adsorção obtida pelas argilas Chocobofe e Chocolate B foram: 18,35 -21,88 mg. g-1 para o Pb2+; 10,0-11,20 mg. g-1 para o Cd2; 8,64-8,69 mg.g-1 para o Zn2, indicando uma seletividade das argilas em relação aos metais em estudo uma sequência de afinidade: Pb2+ > Cd2 > Zn2. Assim, os resultados experimentais indicaram que as argilas bentonitas podem ser utilizadas como adsorventes para a eliminação dos metais Cádmio, Chumbo e Zinco de aguas e efluentes contaminados por meio do mecanismo de adsorção. / The increase in industrial production has provided the generation of wastewater contaminated with heavy metal ions. These must be treated before disposal into the environment. For this reason it is very important to the use of processes to reduce or eliminate heavy metals from industrial effluents. Among the many existing processes, adsorption has great efficiency in the removal of metals present in low concentrations. Clays have shown excellent results in heavy metal adsorption processes, which motivates the search for clays having higher affinity with each type of metal. In this work the smectite clays natural Chocobofe and Chocolate B from the state of Paraíba were investigated in order to evaluate their affinity and capacity for the removal of cadmium, lead and zinc. Held, initially, the characterization of clays by techniques: X-ray diffraction; Chemical analysis; Thermal analysis (differential and gravimetric); Spectroscopy in the infrared region; Adsorption Nitrogen Physics; Scanning electron microscopy and capacity of cation exchange. After characterized the clays were evaluated for removal capacity (q and q) and its removal percentage (% Rem) to metals (cadmium, lead and zinc) present in synthetic wastewater through finite bath system. In order to achieve greater efficiency in the removal of metals a 22 factorial experimental design was conducted to evaluate two input variables: initial concentration of heavy metals (10, 30 and 50 ppm) and pH (3, 4 and 5) to determine the best working conditions, which revealed that the pH = 5 and initial concentration of 50 mg/g were the conditions that showed better results from 88.54 to 99.44% reaching values of percentage removal and 3,36- 4.43 mg/g of removability. From these data were developed kinetic and equilibrium isotherms that served data to evaluate the adsorption capacity of clays with adjustments made through the Langmuir, Freundlich and Redlich-Peterson. The results of the kinetic tests indicated that the removal of Cd2+ ions, Pb2+ and Zn2+ the clay are applied to the mechanism of the pseudo-second-order rate model, a time of 10 minutes is required to reach equilibrium. The mathematical models used to model the experimental data adequately describe the dynamics of adsorption, producing theoretical isotherms quite close to those found behavior with experimental isotherms and that of the models used, it appears that the Langmuir and Redlich-Peterson showed better fit to the experimental data. The maximum adsorption capacity obtained by clays Chocobofe and Chocolate B were 18.35 -21.88 mg. g-1 for Pb2+; 10.0 to 11.20 mg. g-1 for Cd2+; 8.64 to 8.69 mg.g-1 for Zn2+, indicating a selectivity of clays in relation to studying a metal affinity sequence: Pb2+> Cd2+> Zn2+. Thus, the experimental results indicate that the bentonite clays can be used as adsorbents for the removal of metals cadmium, lead and zinc contaminated water and effluent by adsorption mechanism.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-10-19T13:06:58Z No. of bitstreams: 1 GUSTAVO MEDEIROS DE PAULA - DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2017.pdf: 3627178 bytes, checksum: f30200badddb75701ea0fec49346e30e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-19T13:06:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GUSTAVO MEDEIROS DE PAULA - DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2017.pdf: 3627178 bytes, checksum: f30200badddb75701ea0fec49346e30e (MD5) Previous issue date: 2017-03-30 / Capes / Este trabalho teve como objetivo sintetizar as peneiras moleculares MCM-41 e SBA-15, utilizando fontes alternativas de sílica, e preparar os catalisadores MoO3/MCM-41 e MoO3/SBA-15 e avaliar seu potencial catalítico na reação de transesterificação de óleo de soja para produção de biodiesel. As peneiras moleculares MCM-41 e SBA-15 foram sintetizadas empregando TEOS, argila chocolate B, cinzas de casca de arroz e pó de vidro como fontes de sílica. As fontes alternativas de sílica foram previamente dissolvidas em solução de NaOH (1 mol.L-1) a 100ºC por 6 horas. Em seguida, as misturas foram filtradas, e os filtrados contendo sílica dissolvida foram armazenados para posterior utilização nas sínteses das peneiras moleculares. As sínteses da MCM-41 ocorreram em duas etapas, o envelhecimento térmico ocorreu a 28 ºC por 2 horas e as sínteses hidrotérmicas ocorreram a 150 ºC por 96 horas. As sínteses da SBA-15 foram realizadas em duas etapas, o envelhecimento térmico ocorreu a 35 ºC por 24 horas e as sínteses hidrotérmicas ocorreram a 100 ºC por 48 horas. Os produtos das sínteses foram, lavados com água destilada e secos a 60 ºC por 24 horas. A deposição do MoO3 sobre os suportes MCM-41 e SBA-15 foi realizada por meio de impregnação úmida utilizando-se solução aquosa de Heptamolibdato de Amónio (0,1 mol.L-1), seguida de calcinação. As matérias-primas, assim como as peneiras moleculares e os catalisadores foram caracterizadas por Difração de raios X (DRX), Espectroscopia de Fluorescência de Raios X por Energia Dispersiva (FRX-ED), Microscopia eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia na Região de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). Os catalisadores foram avaliados na reação de transesterificação do óleo de soja com etanol em reator batelada sem agitação, com temperatura de 100 ºC durante 3 horas. Os resultados de DRX e FRX-ED das fontes de sílica mostram que todas são compostas por sílica amorfa e cristalina, evidenciando o potencial dos materiais. Os resultados de DRX, MEV e FTIR das peneiras moleculares mostraram a eficácia dos processos de síntese da MCM-41 e SBA-15 e dos catalisadores MoO3/MCM-41 e MoO3/SBA-15 com todas as fontes de sílica. Os biodieseis obtidos foram caracterizados utilizando técnicas de determinação de massa específica, viscosidade cinemática e índice de acidez. Os produtos gerados evidenciaram o poder catalítico dos catalisadores, porém revelaram que as condições reacionais empregadas são insuficientes para produção de biodiesel B100. / The study aimed to synthesize the MCM-41 and SBA-15 molecular sieves, using alternative silica sources, and to prepare the MoO3/MCM-41 and MoO3/SBA-15 catalysts and to evaluate their catalytic potential in the transesterification reaction of soybean for biodiesel production. The MCM-41 and SBA-15 molecular sieves were synthesized using TEOS, chocolate B clay, rice husk ash and glass powder as silica sources. The molecular sieves were synthesized using a hydrothermal method. Alternative silica sources were previously dissolved in NaOH solution (1 mol.L-1), filtered and the filtrates containing silica in the liquid phase were stored for further use in the molecular sieve synthesis. The MCM-41 synthesis occurred in two steps, the thermal ageing occurred at 28 °C for 2 hours and the hydrothermal synthesis occurred at 150 °C for 96 hours. The SBA-15 synthesis occurred in two steps, the thermal ageing occurred at 35 °C for 24 hours and the hydrothermal synthesis occurred at 100 °C for 48 hours. The synthesis products were washed with distilled water, filtered, dried at 60 °C for 24 hours and calcined at 550 °C for 7 hours.The MoO3 deposition on MCM-41 and SBA-15 support was performed by means of wetness impregnation using an aqueous solution of 0,1 mol.L-1 Ammonium Heptamolybdate. After the impregnation process, the material was subjected to calcination. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), Energy Dispersive X-Ray Fluorescence Spectroscopy (ED-XRF), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). The catalysts were evaluated in the transesterification reaction of soybean oil with ethanol in a batch reactor without stirring at 100 ° C for 3 hours. The results of XRD and ED-XRF of the silica sources show that all are composed of amorphous and crystalline silica, evidencing the potential of the materials. The results of XRD, SEM and FTIR of the molecular sieves showed the efficiency of the synthesis of MCM-41 and SBA-15 and MoO3/MCM-41 and MoO3/SBA-15 catalysts with all silica sources. The biodiesel were characterized using techniques for determining specific mass, kinematic viscosity and acid index. The products generated evidenced the catalytic power of the catalysts, but revealed that the reaction conditions employed are insufficient for the production of B100 biodiesel.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-10T16:47:26Z No. of bitstreams: 1 JOSEANE DAMASCENO MOTA - TESE (PPGEQ) 2017.pdf: 3916496 bytes, checksum: b5339c38dab725355adc81c735faac81 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-10T16:47:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSEANE DAMASCENO MOTA - TESE (PPGEQ) 2017.pdf: 3916496 bytes, checksum: b5339c38dab725355adc81c735faac81 (MD5) Previous issue date: 2017-10-05 / Capes / Neste trabalho foram produzidas membranas tubulares poliméricas (Polietileno de ultra alto peso molecular - PEUAPM) e compósitas (PEUAPM/argila Chocolate B organofílica e PEUAPM/zeólita Mordenita) por sinterização visando sua utilização e reutilização no processo de separação de emulsão óleo/água. O mesmo trata do efeito da incorporação de 1, 3 e 5% em massa de argila Chocolate B organofílica ou zeólita Mordenita e diferentes tempos de sinterização (60, 90 e 120 min) no desempenho de membranas a base de PEUAPM. O PEUAPM foi caracterizado por meio das técnicas de Difratometria de raios X (DRX), Análise Termogravimétrica (TG) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A argila Chocolate B natural e organofílica foi caracterizada por meio das técnicas de DRX, Capacidade de troca catiônica (CTC) Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourrier (FTIR), Análise Termogravimétrica (TG), MEV e Espectroscopia de Fluorescência de raios X por Energia Dispersiva (FRX-ED), enquanto que a zeólita Mordenita foi caracterizada por DRX, FRX-ED e MEV. O DRX confirmou que o PEUAPM é um polímero semicristalino, assim como o MEV provou que este é composto basicamente por aglomerados de partículas com tamanhos diferentes. O TG evidenciou que as membranas poderão resistir a variações de temperaturas moderadas sem perder sua integridade estrutural. As técnicas de caracterização (DRX, FTIR, TG) evidenciaram a efetiva intercalação dos cátions quaternários de amônio nas camadas interlamelares da argila. A partir dos resultados obtidos para a síntese de zeólita mordenita confirmou que a sua obtenção foi efetiva com formação da zeólita mordenita em fase pura e cristalina. Foram realizados testes de resistência química, capacidade de absorção de água e porosidade, além de caracterização de DRX e MEV das membranas tubulares poliméricas e compósitas. Os resultados das membranas permitiram inferir que tanto a incorporação de argila Chocolate B quanto da zeólita Mordenita provocaram melhorias nas membranas compósitas, tendo em vista que pelo DRX houve a confirmação do processo de intercalação das cadeias poliméricas entre as camadas da argila Chocolate B organofílica. Quando comparado com os resultados das membranas poliméricas, percebeu-se que as membranas tubulares compósitas apresentaram melhor estabilidade e resistência química e física com testes de capacidade de absorção de água, resistência química e porosidade. Verificou-se que a incorporação da argila Chocolate B organofílica e da zeólita Mordenita ocasionaram o aumento dos fluxos como também um acréscimo no percentual de rejeição (até 90,67%) das membranas quando comparadas com as membranas tubulares poliméricas. O processo de limpeza das membranas reutilizadas provou-se eficiente, com obtenção de mais de 99% de seu fluxo recuperado, assim como mais de 95% de seu potencial de rejeição restaurado. Dessa maneira, as membranas compósitas configuram-se como materiais promissores no tratamento de efluentes oleosos. / In this work, polymeric tubular membranes (PEUAPM) and composites (PEUAPM/ organophilic Chocolate B and PEUAPM/zeolite Mordenite) were produced by sintering for their use and reuse in the oil/water emulsion separation process. The same deals with the effect of the incorporation of 1, 3 and 5% by mass of organophilic Chocolate B clay or Mordenite zeolite and different sintering times (60, 90 and 120 min) in the performance of PEUAPM based membranes. The PEUAPM was characterized by the techniques of X-ray diffraction (XRD), Thermogravimetric Analysis (TG) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The natural and organophilic Chocolate B clay was characterized by the techniques of XRD, Cation Exchange (CTC), Infrared Spectroscopy by Fourrier Transform (FTIR), Thermogravimetric (TG), SEM and X-ray Fluorescence Spectroscopy by Energy Dispersive (FRX-ED), while the Mordenite zeolite was characterized by DRX, FRX-ED and MEV. The XRD confirmed that PEUAPM is a semi-crystalline polymer, as well as SEM has proved that it is basically composed of particle agglomerates of different sizes. TG evidenced that membranes will be able to withstand moderate temperature variations without losing their structural integrity. Characterization techniques (XRD, FTIR, TG) evidenced the effective intercalation of the quaternary ammonium cations in the interlamellar layers of the clay. From the results obtained for the synthesis of mordenite zeolite confirmed that its obtaining was effective with formation of pure and crystalline phase mordenite zeolite. Tests of chemical resistance, water absorption capacity and porosity were performed, as well as characterization of XRD and MEV of polymeric and composite tubular membranes. The results of the membranes allowed to infer that both the incorporation of Chocolate B clay and the Mordenite zeolite caused improvements in the composite membranes, considering that by the XRD there was confirmation of the intercalation process of the polymer chains between the layers of the organophilic Chocolate B clay. When compared to the results of the polymer membranes, it was observed that the composite tubular membranes presented better stability and chemical and physical resistance with tests of water absorption capacity, chemical resistance and porosity. The incorporation of the organophilic Chocolate B clay and the Mordenite zeolite resulted in an increase in the fluxes as well as an increase in the rejection percentage (up to 90.67%) of the membranes when compared to the polymeric tubular membranes. The process of cleaning the reused membranes has proved to be efficient, obtaining more than 99% of its recovered flux, as well as more than 95% of its restored rejection potential. In this way, the composite membranes are configured as promising materials in the treatment of oily effluents.