Este trabalho apresenta um novo e simples método para determinar os parâmetros elétricos IPH, I0, n, RP e RS (corrente elétrica de irradiância e de escuro, fator de idealidade, resistência série e paralela) de células solares sensibilizadas por corante. Foram montadas células solares sensibilizadas por corantes que foram caracterizadas através de curvas de corrente versus potencial (sob iluminação e no escuro), estas curvas geraram os parâmetros necessários para alimentar o modelo do circuito elétrico que foi posteriormente utilizado para simular o circuito elétrico dos dispositivos e prever seu comportamento em diferentes situações. Para validar o modelo teórico foram montadas células solares variando os seguintes parâmetros: presença da camada de bloqueio/adesiva de TiO2, temperatura de tratamento térmico do filme semicondutor no eletrodo, espessura da camada de TiO2, presença de uma camada de espalhamento de luz e o tipo de sensibilizador. Adicionalmente foram simulados os efeitos da variação de irradiância, temperatura, resistência em série e paralela, fator de idealidade e corrente de escuro. As curvas I x V obtidas através do simulador foram comparadas com às curvas obtidas experimentalmente ou comparadas com a literatura, mostrando uma excelente concordância. / This work, presents a new and simple method for determining the electrical parameters IPH, I0, n, RP and RS in dye sensitized solar cells. Dye sensitized solar cells were assembled and characterized by current versus potential curves (with and without illumination), these I x V curves were used to generate the parameters necessary to feed the electrical circuit simulation software and to generate theoretical curves on the model of a diode. In order to validate the model, dye sensitized solar cells were assembled and the following parameters were evaluated: the effect of a TiO2 blocking/adhesive layer, heat treatment temperature of the semiconductor film at electrode, the thickness of the TiO2 layer, the presence of a light scattering layer and the influence of the sensitizer. In addition, the following effects were simulated: irradiance, temperature, series and shunt resistance, ideality factor and dark current. The I x V curves obtained by simulation were compared to the experimental curves and data from the literature, showing a very good fitting.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química / Made available in DSpace on 2013-07-16T00:13:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este trabalho teve por objetivo investigar o potencial da quitosana como agente encapsulante e adsorvente para o corante de urucum. A partir da quitosana obteve-se, pelo método de separação de fases (coacervação simples), microesferas de quitosana e através do carregamento das mesmas com o corante natural de urucum, pelos métodos de impregnação, coacervação, modificação química e spray drying, conseguiu-se os produtos da microencapsulação do corante. Através de análise de IV e DSC observou-se que as amostras impregnadas e coacervadas apresentam interações quitosana/corante de natureza física enquanto que a amostra modificada quimicamente apresenta interações de natureza química. Todos os produtos apresentaram-se sem poros e fissuras garantindo, as características do corante e estabilidade. Através da técnica de spray drying, observou-se por IV, que as amostras microencapsuladas, possuem interações iônicas, onde o grupo -COO- do ácido interage com o grupo -NH3+ da quitosana. Através da liberação do corante em meio ácido, observa-se que a amostra coacervada apresentou maior velocidade de liberação do corante. Observou-se neste trabalho, que o mecanismo de liberação é do tipo super caso II de transporte. Verificou-se, a influência da concentração do corante nas amostras, frente à liberação e a liberação à diferentes temperaturas. Nos estudos de adsorção do corante com microesferas de quitosana reticuladas o pH 2,0 foi o melhor pH de adsorção e para microesferas de quitosana não reticuladas o melhor pH é o pH 7,0. Foram também realizados estudos cinéticos de adsorção e de isotermas de adsorção para os pH ótimos de adsorção.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2013-07-16T00:54:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224146.pdf: 5046608 bytes, checksum: ad283c26a63f419c7488c3c69dd4d81f (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2012-10-21T05:06:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 195541.pdf: 987945 bytes, checksum: dcefb856ca49140b25a760ac2899b054 (MD5) / Estudo das interações do processo de adsorção dos íons de metais e corantes sobre o xantato de celulose. O xantato de celulose foi obtido da celulose através de tratamento com hidróxido de sódio e dissulfeto de carbono. A adsorção foi acompanhada a partir das soluções dos sais dos íons de metais e de soluções dos corantes. A adsorção dos íons de metais foi analisada por espectrofotometria de absorção atômica e dos corantes em espectrofotômetro UV-visível. As isotermas de Freundlich e Langmuir foram empregadas para determinar a afinidade e a quantidade adsorvida. As curvas cinéticas foram estudadas em três temperaturas diferentes e a partir da constante cinética observada (kobs) foi possível calcular os parâmetros termodinâmicos do processo de adsorção dos íons de metais e dos corantes, no xantato de celulose.

Orientadora : Profª Drª Joana Léa Meira Silveira / Orientadora : Drª Andrea Caroline Ruthes / Co-orientador : Prof. Dr. Jaime Paba Martinez / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências : Bioquímica. Defesa: Curitiba, 13/02/2014 / Inclui referências / Resumo: A indústria têxtil representa um importante setor na economia brasileira e mundial que vem crescendo nos últimos anos. No entanto, devido à complexidade dos efluentes eliminados em corpos de água, destaca-se como uma potencial contribuinte à degradação ambiental. Diversos problemas ambientais são inerentes às dificuldades no tratamento dos efluentes têxteis, especialmente em relação à remoção da cor intensa, causada pela presença de corantes oriundos do processo de tingimento de fibras têxteis. Dentre as formas de tratamento de efluentes, o processo de biossorção, através do uso de fungos tem se destacado. Neste processo geralmente a molécula de corante é adsorvida pela parede celular fúngica, composta por lipídeos, proteínas e principalmente polissacarídeos, os quais são frequentemente associados à biossorção. Sendo assim, o fungo Paecilomyces sp. foi avaliado quanto a capacidade biossortiva de seu micélio para processos de descoloração de corantes têxteis. Além disso, foi possível avaliar a relação de polissacarídeos extraídos da parede celular com o processo de biossorção. Entre os resultados obtidos foi observado que o crescimento e a capacidade biossortiva do fungo são alterados pela composição (fontes de carbono, nitrogênio e suplementação) do meio de cultivo. A biomassa micelial de Paecilomyces sp. com o melhor índice de biossortividade foi crescida em meio contendo maltose 15 g/L e tartarato de amônio 100 mM. Cultivado nestas condições, o micélio apresentou capacidade biossortiva para corantes têxteis de diferentes classes e estruturas químicas, sendo que a eficiência de descoloração foi alterada com pré-tratamentos químicos, destacando-se o tratamento com NaOH que aumentou em até 43 % a eficiência de descoloração pela biomassa. Além disso, foi observado que o aumento do tempo de contato entre a biomassa micelial e a solução de corante, e o aumento na concentração de biossorvente proporcionam aumento na eficiência de descoloração. Porém, em diferentes concentrações de NaCl e temperaturas a eficiência de descoloração permanece inalterada. A biomassa micelial também apresentou possibilidade de reuso, pelo processo de dessorção com solução de NaOH 0,1 M. Quanto aos polissacarídeos da parede celular de Paecilomyces sp., foram purificadas cinco frações polissacarídicas, IHW, SFHW, RSFK2, ESFK2 e PDIK2, todas compostas por heteropolissacarídeos com diferentes proporções de manose, galactose e glucose. Dentre as frações polissacarídicas insolúveis, a fração PDIK2 proveniente da extração da fração IK2 com DMSO, apresentou eficiência de descoloração de 86 %. A mesma fração após tratamento com pronase E, manteve a eficiência de descoloração acima de 70 %, sugerindo a isenção da porção proteica da fração no processo de biossorção de corante. No entanto, após o tratamento com glicosidase de Trichoderma harzianum, a fração PDIK2 apresentou diminuição na eficiência de descoloração, sugerindo que a porção polissacarídica seja a principal envolvida na capacidade biossortiva do fungo. Palavras-chave: Biossorção de corantes. Paecilomyces sp. Polissacarídeos de parede celular. Polissacarídeos de fungos filamentosos. / Abstract: The textile industry is an important sector in the Brazilian and world economy and has been growing in recent years. However, due to the complexity of their effluent disposed into water bodies, stands out as a potential contributor to environmental damage. Several environmental problems are inherent to difficulties in treating textile wastewater particularly in relation to the removal of intense color caused by the presence of dyes derived from the dyeing process of textile fibers. Among the forms used in wastewater treatment, the biosorption process using fungi has been outstanding. In this process, the dye molecule is usually adsorbed by the fungal cell wall, composed of lipids, proteins, and especially carbohydrates, which are often associated with the biosorption. Therefore, the fungus Paecilomyces sp. was investigated in this study about its mycelium biosorption capacity for bleaching processes of textile dyes. Moreover, it was possible to evaluate the relationship of polysaccharides extracted from the cell wall with the biosorption process. Among the results was observed that growth and biosorption capacity of the fungus are changed by the composition (sources of carbon, nitrogen and supplementation) of the culture medium. The Paecilomyces sp. mycelial biomass that had the best biosorption capacity was grown in medium containing maltose 15 g/L and 100 mM ammonium tartrate. Mycelium grown under these conditions showed biosorption capacity for different classes of textile dyes and chemical structures, and the efficiency of discoloration was changed by chemical pretreatments, especially with NaOH, which raised up to 43 % biomass efficiency of discoloration. Furthermore, it was observed that increasing the time of contact between the mycelial biomass and the dye solution, and the increase in the concentration of biosorbent provide increased efficiency of discoloration. However, in different concentrations of NaCl and temperatures discoloration efficiency remains unchanged. The mycelial biomass also showed possibility of reuse, by desorption process with NaOH 0.1 M. As to the cell wall polysaccharides of Paecilomyces sp. at least five polysaccharide fractions, IHW, SFHW, RSFK2, ESFK2 and PDIK2 all composed by heteropolysaccharides with different ratios of mannose, galactose and glucose were purified. Among the insoluble polysaccharide fractions, the fraction PDIK2 derived from extraction of fraction IK2 with DMSO showed a discoloration efficiency of 86 %. The same fraction after treatment with proteinase, kept the discoloration efficiency above 70 %, suggesting the exemption of the protein portion in the dye biosorption process. However, after treatment with the glycosidase fraction PDIK2 showed a decrease in the efficiency of discoloration, suggesting that the polysaccharide portion is engaged in the main biosortion capacity. Key-words: Dye biosorption. Paecilomyces sp. Cell wall polysaccharides. Filamentous fungi polysaccharides.

Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Faculdade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2016. / Submitted by Raiane Silva (raianesilva@bce.unb.br) on 2017-07-24T16:44:26Z No. of bitstreams: 1 2016_PauloHenriqueMichelsBrito.pdf: 2305370 bytes, checksum: 1186e339f1fbdbc370add035580d036e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-09-06T21:21:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_PauloHenriqueMichelsBrito.pdf: 2305370 bytes, checksum: 1186e339f1fbdbc370add035580d036e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-06T21:21:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_PauloHenriqueMichelsBrito.pdf: 2305370 bytes, checksum: 1186e339f1fbdbc370add035580d036e (MD5) Previous issue date: 2017-09-06 / O presente estudo objetivou a proposição de uma nova nanotecnologia para remoção do corante Direct Yellow 12 de meios aquosos, baseada no uso de nanoadsorventes magnéticos de custo reduzido, com pouca geração de resíduos e baixo potencial de impactos ambientais. Indústrias têxteis e de tintas utilizam uma grande quantidade de corantes, pigmentos e metais perigosos com alto potencial de poluição dos efluentes. Métodos tradicionais para a remoção da coloração das águas residuais incluem: separação por membranas, degradação biológica, oxidação química, coagulação e floculação. Mais recentemente, alguns métodos com base na separação química magneticamente assistida têm sido propostos, por serem mais eficientes e gerarem menos resíduos. Nesse contexto, foi proposta a síntese, a caracterização e a aplicação de nanoadsorventes magnéticos à base de nanopartículas de ferrita funcionalizadas com brometo de cetiltrimetilamônio. Os nanoadsorventes foram sintetizados a partir do método de coprecipitação em meio alcalino, com posterior tratamento de superfície, resultando em nanopartículas core-shell do tipo MnFe2O4@ɣ-Fe2O3. O controle do pH do meio permitiu a obtenção de amostras de dois tamanhos médios distintos. A funcionalização da superfície das nanopartículas se deu com a adição de brometo de cetiltrimetilamônio em meio aquoso em pH = 10. O estudo da cinética de adsorção, e da influência do pH, da concentração inicial de corante e da taxa de agitação no processo de adsorção foram estudados em soluções padronizadas de poluente com 0,5 g / L de nanoadsorvente. Após o processo de adsorção, os nanoadsorventes carregados com os poluentes foram separados com ímã de Nd-Fe-B, e a concentração final de Direct Yellow 12 na solução decantada foi determinada por espectroscopia UV-VIS em comprimento de onda de 396 nm. Os resultados foram analisados a partir dos modelos de Langmuir e Freundlich, evidenciando-se que o tamanho médio das nanopartículas possui influência importante sobre a adsorção do Direct Yellow 12. Os nanoadsorventes se mostraram mais eficientes em pH = 5,0. O tempo de contato necessário para atingir o equilíbrio foi de 30 minutos. Constatou-se que a capacidade máxima de adsorção foi aproximadamente 108% maior para o nanoadsorvente de menor tamanho médio (58,49 mg/g contra 28,10 mg/g) devido a sua maior área superficial. Finalmente, os nanoadsorventes foram recuperados a partir de ciclos de lavagens e reutilizados em testes de remoção com eficiência entre 50% e 55%. / The present study is aimed to propose a new nanotechnology for the removal of Direct Yellow 12 dye from aqueous media, in order to allow a reuse of nanoadsorbents in treatment plants, reducing the cost, waste generation and environmental impact potential. The textile and paint industries use a large quantity of dyes, pigments and dangerous metals with high pollution potential of the effluents. In this context, some methods for removal of these contaminants are available: separation by membrane, biologic degradation, chemical oxidation, coagulation and flocculation. Recently, chemical separation methods with magnetic assistance have been propose, since they are more efficient and produce fewer residues. In this context, it is proposed a synthesis, characterization and application of magnetic nanoadsorbents based on ferrite nanoparticles functionalized with cetyltrimethylammonium bromide. The nanoadsorbents were synthetized using the coprecipitation methods in alkaline medium, and later surface treated resulting in core-shell nanoparticles of the type MnFe2O4@ɣ-Fe2O3. The pH control allowed obtention of two distinct particle sizes. The functionalization of the nanoparticle surfaces was done adding cetyltrimethylammonium bromide in an aqueous solution of pH = 10. The adsorption kinetics, the pH influence, and the initial dye concentration were investigated in standard solutions of pollutant with 0.5 g / L of nanoadsorbent. After the adsorption process, the nanoadsorbents loaded with the pollutants were separated with Nd-Fe-B magnet, and the final concentration of Direct Yellow 12 in the decanted solution was determined by UVVIS spectroscopy with wavelength of 396 nm. The results were analyzed using the Langmuir and Freundlich models, illustrating the importance of the average particle size in the Direct Yellow 12 adsorption. Nanoadsorbents revealed to be more efficient at pH = 5.0. The contact time required to reach equilibrium was 30 minutes. It was found that the maximum adsorption capacity was approximately 108% higher for smaller sized nanoadsorbent (58.49 mg / g vs. 28.10 mg / g) due to its higher surface area. Finally, the nanoadsorbents were recovered from wash cycles and reused in removal tests with efficiency between 50% and 55%.

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.

Este trabalho apresenta um novo e simples método para determinar os parâmetros elétricos IPH, I0, n, RP e RS (corrente elétrica de irradiância e de escuro, fator de idealidade, resistência série e paralela) de células solares sensibilizadas por corante. Foram montadas células solares sensibilizadas por corantes que foram caracterizadas através de curvas de corrente versus potencial (sob iluminação e no escuro), estas curvas geraram os parâmetros necessários para alimentar o modelo do circuito elétrico que foi posteriormente utilizado para simular o circuito elétrico dos dispositivos e prever seu comportamento em diferentes situações. Para validar o modelo teórico foram montadas células solares variando os seguintes parâmetros: presença da camada de bloqueio/adesiva de TiO2, temperatura de tratamento térmico do filme semicondutor no eletrodo, espessura da camada de TiO2, presença de uma camada de espalhamento de luz e o tipo de sensibilizador. Adicionalmente foram simulados os efeitos da variação de irradiância, temperatura, resistência em série e paralela, fator de idealidade e corrente de escuro. As curvas I x V obtidas através do simulador foram comparadas com às curvas obtidas experimentalmente ou comparadas com a literatura, mostrando uma excelente concordância. / This work, presents a new and simple method for determining the electrical parameters IPH, I0, n, RP and RS in dye sensitized solar cells. Dye sensitized solar cells were assembled and characterized by current versus potential curves (with and without illumination), these I x V curves were used to generate the parameters necessary to feed the electrical circuit simulation software and to generate theoretical curves on the model of a diode. In order to validate the model, dye sensitized solar cells were assembled and the following parameters were evaluated: the effect of a TiO2 blocking/adhesive layer, heat treatment temperature of the semiconductor film at electrode, the thickness of the TiO2 layer, the presence of a light scattering layer and the influence of the sensitizer. In addition, the following effects were simulated: irradiance, temperature, series and shunt resistance, ideality factor and dark current. The I x V curves obtained by simulation were compared to the experimental curves and data from the literature, showing a very good fitting.

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.

Neste trabalho foram sintetizadas, por coprecipitação a pH constante, hidróxidos duplos lamelares, HDLs, com diferentes cátions na camada brucita (Ti+4, Zn+2 e Fe+3) e diferentes ânions presentes entre as lamelas (carbonato, acetato e benzoato). Após calcinação a 500ºC, os materiais retornaram à estrutura original por contato com água ou soluções salina de carbonato, acetato ou benzoato. Os materiais foram caracterizados por DRX, FTIR, ERD, MEV e TGA. Também foi avaliada a atividade catalítica na fotodegradação do azul de metileno, AM. A obtenção dos HDLs sintetizados foi confirmada pelos difratogramas de raios X e, de acordo com as imagens de MEV, apresentaram as camadas características, inclusive após a calcinação. As distâncias interplanares aumentaram com o aumento do ânion intercalado. O efeito de memória foi confirmado após a exposição dos óxidos mistos com soluções de sais dos ânions. Em relação à atividade fotocatalítica, foi observado que os materiais são muito adsorventes, o que poderia indisponibilizar os sítios ativos onde há geração de radicais ●OH. Os HDLs que apresentaram maiores atividades foram aqueles preparados com o ânion carbonato. Os HDLs com Ti+4 apresentaram resultados comparáveis ao catalisador comercial P25 (100% de TiO2, sendo 70% anatase e 30% rutilo), tendo em vista o menor teor de TiO2 no HDL. Os HDLs com Zn+2 apresentaram resultados semelhantes aos do Ti+4. Os HDLs com Fe+3 somente foram ativos quando em reações de Fenton. / In this study layered double hydroxides, LDHs with different cations in the brucite layer (Ti+4, Zn+2 e Fe+3) and different anions between the layers (carbonate, acetate and benzoate) were synthesized by co-precipitation at constant pH. After calcination at 500°C, the structures were recovered by contact with water or salines solutions of carbonate, acetato or benzoate. The materials were characterized by XRD, FTIR, DRS, SEM e TGA and were evaluated for the methylene blue photodegradation. According to X ray diffraction, the patterns of synthetized LDHs were typical of the layered double hydroxide structure. It was observed that increasing of the intercalated anion increased interplanar distance. The SEM images showed lamellar characteristics before and after calcination. The memory effect was confirmed after exposition of the mixed oxides with anionic solutions by DRX. The photocatalytic experiments showed that the materials are good adsorbents and for this reason, the generation of ●OH radicals in the active sites was inhibited. The carbonate materials were more active than the others. The Ti+4 LDHs showed similar results to the P25. The LDHs containing Zn+2 exhibited similar results to the Ti+4. The Fe+3 LDHs were active only in Fenton reaction.