O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a utilização da técnica respirométrica como ferramenta para monitorar processos de lodos ativados, quando condições adversas ao processo de tratamento são impostas ao sistema. Os efeitos estudados foram: alteração no tempo de detenção hidráulico (TDH) da estação de tratamento de águas residuárias experimental (ETAR), ausência de oxigênio dissolvido no reator aeróbio, impacto de elevadas concentrações de nitrogênio, sulfeto e fenol no lodo ativado. Valores decrescentes de TDH podem acarretar em uma sobrecarga de alimento aplicada no sistema e promover uma redução na eficiência do mesmo. Tal efeito pôde ser percebido nos testes de respirometria, tendo sido medidas reduções de até 51% na SOUR. Foi constatado que é possível realizar interrupções programadas ou não no fornecimento de oxigênio dissolvido para a ETAR. Quando o lodo ativado é submetido a concentrações superiores a 100 mg.L-1 de nitrogênio amoniacal, observou-se a rápida adaptação dos microrganismos, sem perda significativa de eficiência no processo de tratamento biológico de efluentes. Também foram avaliadas as influências de metais que catalisam a reação de oxidação do sulfeto em meios contendo este íon. O metal que apresentou um maior efeito catalítico, com consequente aumento na SOUR, foi o manganês, com 62%, e o que representou a menor efeito catalítico foi o níquel, com apenas 9,5% de aumento no consumo de oxigênio dissolvido. Porém, foi o níquel também, que apresentou o maior percentual de inibição na atividade das bactérias, cerca de 79%. Para um dos lodos ativados usados nos ensaios, determinou-se a concentração de fenol de 187 mg.L-1 como aquela que inibe 50% da atividade metabólica. Os resultados deste trabalho demonstraram claramente que a técnica respirométrica é eficaz para monitorar e detectar efeitos adversos em processos biológicos de tratamento de efluentes. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-07-10T17:42:12Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Carolina Lucena Rezende.pdf: 3370223 bytes, checksum: 94b65c38fcf3aa34c0eb93c11339e002 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-10T17:42:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Carolina Lucena Rezende.pdf: 3370223 bytes, checksum: 94b65c38fcf3aa34c0eb93c11339e002 (MD5) / PETROBRÁS / The main purpose of this work was to evaluate the use of the respirometric technique as a tool to monitor the activated sludge processes when adverse conditions to the treatment process are imposed to the system. The following effects were studied: change in hydraulic detention time (HDT) of the experimental wastewater treatment process, absence of dissolved oxygen in aerobic reactor, impact of high concentrations of nitrogen, sulfide and phenol in activated sludge. When the HDT of the experimental wastewater treatment process decreases, it can result in an overload of food applied on the system and promote a reduction in the efficiency. This effect could be observed in the respirometry tests, which presented reductions of up to 51% in the specific oxygen uptake rate (SOUR). It was noticed that it is possible to perform scheduled or not interruptions in the supply of dissolved oxygen to the system. When the activated sludge is subjected to concentrations higher than 100 mg L-1 of ammonia nitrogen, a rapid adaptation of micro-organisms was observed, without significant loss of efficiency in the biological wastewater treatment. The influence of metals that catalyze the reaction of oxidation of sulfide in medium containing this ion was also evaluated. The metal which showed the higher catalytic effect, with consequent increase in SOUR, was manganese, with 62%, and the one that presented the lowest catalytic effect was nickel, with only 9.5% increase in the consumption of dissolved oxygen. However, it was identified that nickel presented the highest percentage of inhibition, around 79%. For one of the aerobic biomass used in the tests, it was determined the concentration of phenol of 187 mg L-1 as the one which inhibits 50% of metabolic activity. The results of this study clearly demonstrated that the respirometric technique is effective to monitor and detect adverse effects on the biological wastewater treatment processes.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-28Bitstream added on 2014-06-13T19:58:49Z : No. of bitstreams: 1 silva_nc_me_ilha.pdf: 1099312 bytes, checksum: 9c9ba0080ad7da78d422c26ceed640a6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho trata da remoção de fármacos da água por meio do processo de adsorção, utili- zando como adsorvente o carvão ativado obtido da casca de coco da baía. Os fármacos utili- zados foram os antibióticos Amoxicilina, Ampicilina, Cefalexina e Ciprofloxacina. O adsor- vente de carvão ativado foi caracterizado por análise textural, determinação dos grupos funci- onais da superfície pelo método de titulação de Boehm e por FTIR e determinação do pH de ponto de carga zero (pHPCZ). Foi observado que o carvão apresenta uma área superficial de 745,38 m2/g , é constituído principalmente por microporos, é levemente alcalino (pHPCZ: 7,58) e possui tanto grupos funcionais ácidos como básicos em sua superfície. Os resultados mos- traram que a eficiência de remoção não sofre influência significativa do pH na faixa de 2 a 10. Os experimentos de adsorção foram realizados pelo processo de batelada, onde soluções aquosas de cada antibiótico foram colocadas em contato com diferentes dosagens de carvão ativado (0,05 a 2 g) a temperatura ambiente. As concentrações dos fármacos foram determi- nadas por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), usando como fases móveis água e metanol em sistema de bombeamento gradiente. Os resultados de exatidão (repetibilidade), dos limites de detecção e de quantificação da técnica analítica demonstraram a aplicabilidade do método. A eficiência de remoção foi superior a 90% para todos os antibióticos. O equilí- brio de adsorção dos antibióticos foi alcançado após 4h e foi expresso por meio de isotermas de adsorção de acordo com os modelos de Langmuir, Freundlich, Temkin e D-R. A isoterma de Langmuir foi a que melhor representou os dados experimentais da adsorção dos antibióti- cos em carvão ativado. A cinética de adsorção dos fármacos foi discutida... / This report is about medicine removal from water by using adsorption process, employing activated carbon as absorvent obtained from baía coconut nutshell. The medicines used were the antibiotics Amoxillin, Ampicillin, Cephalexin and Ciprofloxacin. The activated carbon adsorbent was characterized by textural analysis, surface functional group determination by Boehm and FTIR titration method and the pH of point of zero charge (pHpzc) determination. It was observed that carbon presents a 745,38 m2/g superficial area, its essentially composed by micropores, its slightly alkaline (pHpzc: 7,58) and owns either acidy or basic functional groups on its surface. The results showed that removal performance does not suffered signifi- cant influence from pH on a group from 2 to 10. The adsorption experiments were accom- plished by batch process, where watery solutions from each antibiotic were in touch with dif- ferent activated carbon doses (0,05 to 2 g) and environmental temperature. The medicine con- centrations were determined by high performance liquid chromatgraphy (HPLC), employing water as moving phases and gradient methanol pump system. The accuracy results (repeata- bily), detection limits and quantification of analytic technique presented the aplicability of the method. The removal performance was higher thn 90% to all antibiotic. The adsorption bal- ance of antibiotics was reached after 4 hours and it was expressed by adsorption isotherms according to Langmuir, Freundlich, Temkin and D-R models. Langmuir isotherm best repre- sented experimental data of antibiotic adsorption on activated carbon. The adsorption kinec- tics of medicines was discussed employing pseudo first and second order kinetic models, by Elovich and intraparticle difussion. The kinectic model of pseudo second order can better de- scribe medicine... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Newton Luiz Dias Filho / Coorientador: Alessandro Minillo / Banca: Mirian Cristina dos Santos / Banca: Marcio José Tiera / Resumo: Este trabalho trata da remoção de fármacos da água por meio do processo de adsorção, utili- zando como adsorvente o carvão ativado obtido da casca de coco da baía. Os fármacos utili- zados foram os antibióticos Amoxicilina, Ampicilina, Cefalexina e Ciprofloxacina. O adsor- vente de carvão ativado foi caracterizado por análise textural, determinação dos grupos funci- onais da superfície pelo método de titulação de Boehm e por FTIR e determinação do pH de ponto de carga zero (pHPCZ). Foi observado que o carvão apresenta uma área superficial de 745,38 m2/g , é constituído principalmente por microporos, é levemente alcalino (pHPCZ: 7,58) e possui tanto grupos funcionais ácidos como básicos em sua superfície. Os resultados mos- traram que a eficiência de remoção não sofre influência significativa do pH na faixa de 2 a 10. Os experimentos de adsorção foram realizados pelo processo de batelada, onde soluções aquosas de cada antibiótico foram colocadas em contato com diferentes dosagens de carvão ativado (0,05 a 2 g) a temperatura ambiente. As concentrações dos fármacos foram determi- nadas por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), usando como fases móveis água e metanol em sistema de bombeamento gradiente. Os resultados de exatidão (repetibilidade), dos limites de detecção e de quantificação da técnica analítica demonstraram a aplicabilidade do método. A eficiência de remoção foi superior a 90% para todos os antibióticos. O equilí- brio de adsorção dos antibióticos foi alcançado após 4h e foi expresso por meio de isotermas de adsorção de acordo com os modelos de Langmuir, Freundlich, Temkin e D-R. A isoterma de Langmuir foi a que melhor representou os dados experimentais da adsorção dos antibióti- cos em carvão ativado. A cinética de adsorção dos fármacos foi discutida... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This report is about medicine removal from water by using adsorption process, employing activated carbon as absorvent obtained from baía coconut nutshell. The medicines used were the antibiotics Amoxillin, Ampicillin, Cephalexin and Ciprofloxacin. The activated carbon adsorbent was characterized by textural analysis, surface functional group determination by Boehm and FTIR titration method and the pH of point of zero charge (pHpzc) determination. It was observed that carbon presents a 745,38 m2/g superficial area, its essentially composed by micropores, its slightly alkaline (pHpzc: 7,58) and owns either acidy or basic functional groups on its surface. The results showed that removal performance does not suffered signifi- cant influence from pH on a group from 2 to 10. The adsorption experiments were accom- plished by batch process, where watery solutions from each antibiotic were in touch with dif- ferent activated carbon doses (0,05 to 2 g) and environmental temperature. The medicine con- centrations were determined by high performance liquid chromatgraphy (HPLC), employing water as moving phases and gradient methanol pump system. The accuracy results (repeata- bily), detection limits and quantification of analytic technique presented the aplicability of the method. The removal performance was higher thn 90% to all antibiotic. The adsorption bal- ance of antibiotics was reached after 4 hours and it was expressed by adsorption isotherms according to Langmuir, Freundlich, Temkin and D-R models. Langmuir isotherm best repre- sented experimental data of antibiotic adsorption on activated carbon. The adsorption kinec- tics of medicines was discussed employing pseudo first and second order kinetic models, by Elovich and intraparticle difussion. The kinectic model of pseudo second order can better de- scribe medicine... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Nesta tese, foram preparados carvões e carvões ativados a partir de resíduos agroindustriais, tais como borra de café, serragem de eucalipto e bagaço de maçã para uso como adsorventes. O processo de obtenção dos carvões consistiu da pirólise do precursor a 800°C e subsequente lixiviação dos componentes inorgânicos com ácido clorídrico. Estes carvões foram caracterizados por meio das seguintes técnicas: MEV, BET, TGA, CHN, FT-IR, pHPCZ e ângulo de contato com água (WCA). Os materiais preparados foram utilizados como adsorventes na remoção de 17β-estradiol (E2) em solução aquosa. O processo de lixiviação proporcionou um significativo aumento da área superficial dos carvões, aumentando a eficiência de remoção de E2, especialmente para os adsorventes de bagaço de maçã. Além disso, obteve-se maior percentual de remoção de E2 para adsorventes de café (> 97%) e, embora a remoção de E2 tenha sido ligeiramente maior para os carvões ativados (100%) do que para o carvão de café (97%), este último gerou menos resíduos durante o seu preparo. Desta forma, o carvão de café foi aplicado na remoção de 17β-estradiol (E2) e 17-etinilestradiol (EE2) a partir de soluções aquosas. Os seguintes parâmetros de adsorção foram estudados: pH inicial da solução de adsorvato, massa de adsorvente e tempo de contato entre o adsorvente e o adsorvato. Também foram avaliados os aspectos cinéticos e de equilíbrio de adsorção. Os modelos cinéticos investigados foram de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem e modelo de ordem geral, sendo que o último apresentou o melhor ajuste aos dados experimentais. Os modelos de equilíbrio de adsorção investigados foram Langmuir, Freundlich e Sips, onde o último apresentou o melhor ajuste. A aproximação da isoterma de Sips com a de Langmuir, na região de maior concentração de equilíbrio (Ce) de adsorvato, indicam que a adsorção ocorreu em monocamada. O carvão de café também foi empregado como adsorvente na extração em fase sólida (SPE) de 17β-estradiol. Alguns parâmetros como, massa de adsorvente, solvente de eluição, volume de eluente, força iônica, volume de quebra e reutilização do cartucho foram avaliados. Os resultados de SPE demonstraram que, embora a recuperação de E2 tenha sido somente em torno de 60%, os percentuais de remoção de E2 foram 100% em todos os ciclos de reutilização do cartucho preparado. Os resultados obtidos demonstraram o potencial de utilização dos resíduos agroindustriais como novos adsorventes para remoção de estrogênios em solução aquosa. / In this thesis, carbons and activated carbons obtained from agroindustrial waste as, coffee grounds, eucalyptus sawdust and apple pomace were prepared and used as adsorbents. The carbons were obtained after the pyrolysis of the precursor at 800°C and subsequent leaching of inorganic compounds with hydrochloric acid. These carbons were characterized by the following techniques: SEM, BET, TGA, CHN, FT-IR, pHPZC and water contact angle (WCA). The materials prepared were used as adsorbents for the removal of 17β-estradiol (E2) in aqueous solution. With the leaching process a significant increase of the surface area of the carbons was observed, increasing the efficiency of E2 removal, especially when the carbon obtained from apple pomace was used. Furthermore, higher efficiency of E2 removal was obtained for carbons adsorbents from coffee (> 97%) and, although the E2 removal was slightly higher for activated carbon (100%) than for the coffee carbon (97%), the latter generated less waste during its preparation. In this way, the coffee carbon was applied to remove 17β-estradiol (E2) and 17α-ethinylestradiol (EE2) from aqueous solutions. The following parameters of adsorption were studied: initial pH of the adsorbate solution, adsorbent mass and contact time between adsorbent and adsorbate. Kinetic aspects and adsorption equilibrium were also evaluated. The kinetic models investigated were of pseudo-first and pseudo-second order and general order model, where the latter presented the best fit to the experimental data. The investigated adsorption equilibrium models were Langmuir, Freundlich and Sips, where the latter presented the best fit. The correlation between the Sips isotherm with Langmuir, in the region of highest equilibrium concentration (Ce) of adsorbate indicates that adsorption occurred in monolayer. The coffee carbon was also employed as adsorbent in solid phase extraction (SPE) for 17β-estradiol removal. Some parameters, such as adsorbent mass, solvent, eluent volume, ionic strength, break volume and the cartridge re-use were evaluated. The results of SPE showed that, although the E2 recovery was only about 60%, E2 removal efficiency was 100% in all reuse cycles of the prepared cartridge. The results demonstrate the potential use of agroindustrial wastes as new adsorbents for removal of estrogens in aqueous solution.

Nesta tese, foram preparados carvões e carvões ativados a partir de resíduos agroindustriais, tais como borra de café, serragem de eucalipto e bagaço de maçã para uso como adsorventes. O processo de obtenção dos carvões consistiu da pirólise do precursor a 800°C e subsequente lixiviação dos componentes inorgânicos com ácido clorídrico. Estes carvões foram caracterizados por meio das seguintes técnicas: MEV, BET, TGA, CHN, FT-IR, pHPCZ e ângulo de contato com água (WCA). Os materiais preparados foram utilizados como adsorventes na remoção de 17β-estradiol (E2) em solução aquosa. O processo de lixiviação proporcionou um significativo aumento da área superficial dos carvões, aumentando a eficiência de remoção de E2, especialmente para os adsorventes de bagaço de maçã. Além disso, obteve-se maior percentual de remoção de E2 para adsorventes de café (> 97%) e, embora a remoção de E2 tenha sido ligeiramente maior para os carvões ativados (100%) do que para o carvão de café (97%), este último gerou menos resíduos durante o seu preparo. Desta forma, o carvão de café foi aplicado na remoção de 17β-estradiol (E2) e 17-etinilestradiol (EE2) a partir de soluções aquosas. Os seguintes parâmetros de adsorção foram estudados: pH inicial da solução de adsorvato, massa de adsorvente e tempo de contato entre o adsorvente e o adsorvato. Também foram avaliados os aspectos cinéticos e de equilíbrio de adsorção. Os modelos cinéticos investigados foram de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem e modelo de ordem geral, sendo que o último apresentou o melhor ajuste aos dados experimentais. Os modelos de equilíbrio de adsorção investigados foram Langmuir, Freundlich e Sips, onde o último apresentou o melhor ajuste. A aproximação da isoterma de Sips com a de Langmuir, na região de maior concentração de equilíbrio (Ce) de adsorvato, indicam que a adsorção ocorreu em monocamada. O carvão de café também foi empregado como adsorvente na extração em fase sólida (SPE) de 17β-estradiol. Alguns parâmetros como, massa de adsorvente, solvente de eluição, volume de eluente, força iônica, volume de quebra e reutilização do cartucho foram avaliados. Os resultados de SPE demonstraram que, embora a recuperação de E2 tenha sido somente em torno de 60%, os percentuais de remoção de E2 foram 100% em todos os ciclos de reutilização do cartucho preparado. Os resultados obtidos demonstraram o potencial de utilização dos resíduos agroindustriais como novos adsorventes para remoção de estrogênios em solução aquosa. / In this thesis, carbons and activated carbons obtained from agroindustrial waste as, coffee grounds, eucalyptus sawdust and apple pomace were prepared and used as adsorbents. The carbons were obtained after the pyrolysis of the precursor at 800°C and subsequent leaching of inorganic compounds with hydrochloric acid. These carbons were characterized by the following techniques: SEM, BET, TGA, CHN, FT-IR, pHPZC and water contact angle (WCA). The materials prepared were used as adsorbents for the removal of 17β-estradiol (E2) in aqueous solution. With the leaching process a significant increase of the surface area of the carbons was observed, increasing the efficiency of E2 removal, especially when the carbon obtained from apple pomace was used. Furthermore, higher efficiency of E2 removal was obtained for carbons adsorbents from coffee (> 97%) and, although the E2 removal was slightly higher for activated carbon (100%) than for the coffee carbon (97%), the latter generated less waste during its preparation. In this way, the coffee carbon was applied to remove 17β-estradiol (E2) and 17α-ethinylestradiol (EE2) from aqueous solutions. The following parameters of adsorption were studied: initial pH of the adsorbate solution, adsorbent mass and contact time between adsorbent and adsorbate. Kinetic aspects and adsorption equilibrium were also evaluated. The kinetic models investigated were of pseudo-first and pseudo-second order and general order model, where the latter presented the best fit to the experimental data. The investigated adsorption equilibrium models were Langmuir, Freundlich and Sips, where the latter presented the best fit. The correlation between the Sips isotherm with Langmuir, in the region of highest equilibrium concentration (Ce) of adsorbate indicates that adsorption occurred in monolayer. The coffee carbon was also employed as adsorbent in solid phase extraction (SPE) for 17β-estradiol removal. Some parameters, such as adsorbent mass, solvent, eluent volume, ionic strength, break volume and the cartridge re-use were evaluated. The results of SPE showed that, although the E2 recovery was only about 60%, E2 removal efficiency was 100% in all reuse cycles of the prepared cartridge. The results demonstrate the potential use of agroindustrial wastes as new adsorbents for removal of estrogens in aqueous solution.

O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a utilização da técnica respirométrica como ferramenta para monitorar processos de lodos ativados, quando condições adversas ao processo de tratamento são impostas ao sistema. Os efeitos estudados foram: alteração no tempo de detenção hidráulico (TDH) da estação de tratamento de águas residuárias experimental (ETAR), ausência de oxigênio dissolvido no reator aeróbio, impacto de elevadas concentrações de nitrogênio, sulfeto e fenol no lodo ativado. Valores decrescentes de TDH podem acarretar em uma sobrecarga de alimento aplicada no sistema e promover uma redução na eficiência do mesmo. Tal efeito pôde ser percebido nos testes de respirometria, tendo sido medidas reduções de até 51% na SOUR. Foi constatado que é possível realizar interrupções programadas ou não no fornecimento de oxigênio dissolvido para a ETAR. Quando o lodo ativado é submetido a concentrações superiores a 100 mg.L-1 de nitrogênio amoniacal, observou-se a rápida adaptação dos microrganismos, sem perda significativa de eficiência no processo de tratamento biológico de efluentes. Também foram avaliadas as influências de metais que catalisam a reação de oxidação do sulfeto em meios contendo este íon. O metal que apresentou um maior efeito catalítico, com consequente aumento na SOUR, foi o manganês, com 62%, e o que representou a menor efeito catalítico foi o níquel, com apenas 9,5% de aumento no consumo de oxigênio dissolvido. Porém, foi o níquel também, que apresentou o maior percentual de inibição na atividade das bactérias, cerca de 79%. Para um dos lodos ativados usados nos ensaios, determinou-se a concentração de fenol de 187 mg.L-1 como aquela que inibe 50% da atividade metabólica. Os resultados deste trabalho demonstraram claramente que a técnica respirométrica é eficaz para monitorar e detectar efeitos adversos em processos biológicos de tratamento de efluentes. / PETROBRÁS / The main purpose of this work was to evaluate the use of the respirometric technique as a tool to monitor the activated sludge processes when adverse conditions to the treatment process are imposed to the system. The following effects were studied: change in hydraulic detention time (HDT) of the experimental wastewater treatment process, absence of dissolved oxygen in aerobic reactor, impact of high concentrations of nitrogen, sulfide and phenol in activated sludge. When the HDT of the experimental wastewater treatment process decreases, it can result in an overload of food applied on the system and promote a reduction in the efficiency. This effect could be observed in the respirometry tests, which presented reductions of up to 51% in the specific oxygen uptake rate (SOUR). It was noticed that it is possible to perform scheduled or not interruptions in the supply of dissolved oxygen to the system. When the activated sludge is subjected to concentrations higher than 100 mg L-1 of ammonia nitrogen, a rapid adaptation of micro-organisms was observed, without significant loss of efficiency in the biological wastewater treatment. The influence of metals that catalyze the reaction of oxidation of sulfide in medium containing this ion was also evaluated. The metal which showed the higher catalytic effect, with consequent increase in SOUR, was manganese, with 62%, and the one that presented the lowest catalytic effect was nickel, with only 9.5% increase in the consumption of dissolved oxygen. However, it was identified that nickel presented the highest percentage of inhibition, around 79%. For one of the aerobic biomass used in the tests, it was determined the concentration of phenol of 187 mg L-1 as the one which inhibits 50% of metabolic activity. The results of this study clearly demonstrated that the respirometric technique is effective to monitor and detect adverse effects on the biological wastewater treatment processes.

Made available in DSpace on 2018-08-01T21:59:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_3722_.pdf: 7095384 bytes, checksum: 1b4d2a1ec32f4178c6c5dca5e3d3d113 (MD5) Previous issue date: 2009-09-25 / Este trabalho é dedicado à síntese e caracterização de nanopartículas de óxidos de ferro dispersas na estrutura porosa de um carvão ativado, originando nanocompósitos com propriedades magnéticas. As amostras foram preparadas a partir da mistura do organometálico pentacarbonil ferro com o carvão ativado, em diferentes proporções e sob as atmosferas ambiente e de argônio. As técnicas experimentais utilizadas para a caracterização foram: espectroscopia Mössbauer, difração de raios-X convencional e com luz síncrotron , espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X, microscopia eletrônica de varredura, análise textural por adsorção de nitrogênio, medidas de propriedades magnéticas, análise elementar e termogravimetria. Os resultados mostraram que os teores de ferro nas amostras como preparadas atingiram valores de até 33 % em massa, aproximadamente. As nanopartículas foram identificadas como óxidos de ferro dispersos de forma homogênea no carvão ativado, com tamanho médio de cristalito na faixa 4-6nm e apresentando comportamento superparamagnético em temperatura ambiente. As amostras preparadas sob atmosfera ambiente apresentaram predominantemente as fases hematita e magnetita e nas amostras preparadas sob atmosfera de argônio foi encontrada apenas a magnetita. A área superficial específica e o volume total de poros do carvão ativado foram reduzidos em torno de 40 e 50%, respectivamente, com a formação das nanopartículas. A execução de tratamentos térmicos em atmosfera inerte levou ao crescimento do tamanho médio de cristalito; para temperaturas a partir de 400 oC, aproximadamente, teve início o processo de redução do estado de oxidação do ferro, até temperaturas em torno de 700 oC. Nas amostras tratadas em 900 oC foi observada a predominância de ferro metálico, além da formação de carbetos de ferro. Na análise de difração de raios-X in situ durante o aquecimento das amostras, foi observada a formação da wustita como um composto intermediário antes da formação do ferro metálico. Os valores dos coeficientes de expansão térmica para os óxidos de ferro nanocristalinos foram consideravelmente maiores do que os esperados para as fases cristalinas massivas, um efeito associado à elevada fração de átomos de superfície nas nanopartículas. Os resultados deste trabalho mostraram que os métodos empregados de síntese e posterior tratamento térmico possibilitam a obtenção de nanopartículas magnéticas contendo ferro dispersas na matriz do carvão ativado; a natureza e o tamanho médio dessas partículas dependem das condições experimentais envolvidas, tais como atmosfera de síntese, temperatura e tempo de tratamento térmico.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:05:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2579_1.pdf: 2091774 bytes, checksum: 88b36479266bda1cdd197a02fe133508 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O Gás Natural (GN), submetido ao armazenamento adsortivo, pode ser estocado a pressões mais baixas, com menores custos de armazenamento e de transporte. Para o armazenamento adsortivo, carvões ativados foram formulados e preparados a partir de diferentes reagentes. Sob denominações CAQ1 e CAQ2, com áreas superficiais próximas a 1,5x106 m²/kg, os materiais apresentaram características com estruturas de microporos, tendo respectivamente volumes porosos de 4,7x10-4 m³/kg e 5,2x10-4 m³/kg. Isotermas experimentais (0,5 MPa 4,0 MPa; 298,15 K 313,15 K) permitiram as quantificações dos parâmetros intrínsecos, decorrentes das aplicações dos modelos de Sips e Dubinin-Astakhov. Foram estimadas ordens de grandeza da capacidade adsortiva máxima, do coeficiente de afinidade, do parâmetro de heterogeneidade, da constante de Henry e do calor de adsorção, tendo sido determinadas suas dependências com a temperatura. Volumes armazenados por compressão com adição da adsorção se situaram em níveis superiores, em cerca de 300%, relativamente ao sistema comprimido. Avaliações experimentais de carga do gás armazenado mostraram maiores efeitos térmicos associados a maiores pressões de carga, devido às maiores quantidades adsorvidas nessas condições. Considerando a predominância das resistências difusivas nos carvões porosos durante os processos de carga e descarga do gás, foi realizado um estudo da influência da distribuição de poros sobre o coeficiente de difusão efetivo. A partir de balanços de massa e de energia, e impondo-se certas restrições ao se admitir, por exemplo, que o calor de adsorção durante a carga é sempre constante, foram estabelecidos dois sistemas de equações diferenciais com condições iniciais, capazes de descreverem, a variação temporal da pressão e da temperatura durante os processos de carga e de descarga. Para se solucionar os sistemas, certos parâmetros constituintes das equações, a exemplo do fator de amortecimento da vazão, foram determinados a partir de ensaios experimentais. Desta modelagem semi-empírica se pode inferir que o coeficiente de difusão efetivo estava associado aos processos de adsorção e de difusão do gás na estrutura porosa dos carvões ativados

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7966_1.pdf: 1672673 bytes, checksum: 42ec09719119eb723e3459cec7f2f790 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / A tecnologia de Gás Natural Adsorvido (GNA) vem despontando desde a última década como uma promissora alternativa na estocagem de gás natural, oferecendo inúmeras vantagens com relação ao GNC (Gás Natural Comprimido) e o GNL (Gás Natural Liquefeito). Baseada na adsorção de gás natural em materiais porosos a pressões relativamente baixas ou moderadas, leva a benefícios como: uma boa flexibilidade no projeto, configuração e arranjo do tanque de armazenamento, maior segurança e uma redução nos custos com relação ao GNC e GNL. Neste trabalho foram avaliados os efeitos cinéticos e de equilíbrio da adsorção do gás metano em carvões ativados nacionais produzidos pelo laboratório de Carvão Ativado da UFPB a partir do endocarpo do coco da baía, tendo sido usada uma amostra comercial, denominada Mesh 10x35US, como referência. As operações do processo adsortivo, para obtenção dos dados cinéticos e de equilíbrio, foram conduzidas em um sistema barométrico. Os ensaios de adsorção foram realizados a temperatura ambiente 29 ± 10 C e pressões iniciais de 0,69 MPa, 1,38 MPa, 2,76 MPa, 4,14 MPa; 5,52 MPa; 6,89 MPa; 8,27 MPa. A amostra comercial Mesh 10x35US apresentou maior capacidade de adsorção, por unidade de massa, com 0,0642 g/g, seguida pela amostra CAQ 91R com 0,0423 g/g sob pressão de 4 MPa e 301K; sob pressão de 8 MPa, estas amostras conduziram a 0,1003 g/g e 0,0856 g/g, respectivamente. A amostra EDK ¾ 750 apresentou maior capacidade volumétrica de adsorção (QV/Vads) e capacidade de armazenamento de gás (QV/V), com 74,76 V/V e 116,24 V/V, respectivamente, sob 8 MPa; na pressão de referência (4 MPa) os resultados foram QV/Vads = 36,38 V/V e QV/V = 57,14 V/V. O calor de adsorção, a energia de ativação de adsorção e o fator de freqüência da constante cinética de adsorção, estimados pelo modelo cinético proposto, foram 13496,6 J/mol, 9969,0 J/mol e 8,5x10-9 m3/mol.s, respectivamente. Esses valores são típicos de uma adsorção física

Orientador: Clodoaldo Machado. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Química.