CAPES / Dentre os contaminantes ambientais merecem destaque os fármacos, frequentemente encontrados em baixas concentrações nos corpos hídricos na ordem de ng.L-1 e mg.L-1, dificultando sua remoção nas etapas convencionais de tratamento de água para potabilização. A adsorção em carvão ativado vem sendo estudada como complementação destas etapas. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar a adsorção do ácido acetilsalicílico (AAS) em bagaço de cana-de-açúcar, in natura e carbonizado, como alternativa ao carvão ativado comercial e avaliar o potencial de dessorção destes adsorventes. Foram realizadas caracterizações químicas e físicas nos materiais adsorventes, além de estudos cinéticos e isotermas em pH 2,0, 3,5, pHPCZ e 10,0, de adsorção/dessorção, e termodinâmicos. Além disto também foram determinados os espectros na região de infravermelho por FTIR e por ATR, pHPCZ, grupos funcionais pelo método de Boehm, micrografia (MEV/EDs) destes adsorventes. O carvão ativado Norit® 1240 W (CAN) apresentou microporosidade e maior área superficial específica comparado aos do bagaço de cana de açúcar in natura (BCN) e carbonizado (BCC). Grupos carboxílicos, fenólicos, lactônicos e básicos foram pouco sensíveis ao método de Boehm para CAN. Os valores de pHpcz foram 7,2, 5,9 e 7,02 para CAN, BCN e BCC, respectivamente. O modelo cinético pseudo-segunda ordem melhor ajustou os dados experimentais de CAN e BCC e o de Langmuir-Freundlich aos dados do CAN para os valores de pH estudados e BCC no pH 2,0, e Freundlich para BCC no pH 3,5. As maiores quantidades adsorvidas em CAN e BCC foram em meio ácido devido à atração entre a molécula do AAS e a superfície do adsorvente e pode estar relacionada à quimiossorção. O estudo termodinâmico mostrou aumento da quantidade adsorvida do AAS em 45 ºC para os adsorventes em pH 2,0. Valores de ΔGº negativos indicaram ocorrência de processo espontâneo e favorável. Valores de ΔSº e ΔHº positivos, sugerem um aumento da desordem na interface sólido/fluido e natureza endotérmica. O adsorvente mais eficiente na remoção do AAS foi o carvão ativado Norit® 1240 W em pH ácido (92,88 e 77,80 mg g -1 ), não sendo viável a alternativa de utilização do bagaço de cana-de-açúcar. O estudo de dessorção dos adsorventes, utilizando água deionizada como agente regenerante, indicou melhor ajuste com o modelo cinético de pseudo-segunda ordem para o CAN. A velocidade da dessorção foi maior do que a verificada para adsorção com estes adsorventes. O CAN e BCC não apresentaram possibilidade de regeneração conforme observado nos ciclos de adsorção/dessorção. / Among the environmental contaminants, mention should be made of the drugs, frequently found in low concentrations in the water bodies in the order of ng.L -1 and mg.L -1, making it difficult to remove them in the conventional stages of water treatment for drinkable water. Adsorption in activated carbon has been studied as a complement to these steps. In this context, the objective of this work was to investigate the adsorption of acetylsalicylic acid (ASA) in sugar cane bagasse, in natura and carbonized, as an alternative to commercial activated charcoal and to evaluate the desorption potential of these adsorbents. Chemical and physical characterization of the adsorbent materials was carried out, as well as kinetic studies and isotherms at pH 2.0, 3.5, pHPCZ and 10.0, adsorption / desorption, and thermodynamics. In addition, spectra were determined in the infrared region by FTIR and by ATR, pHPCZ, functional groups by the Boehm method, micrographs (MEV / EDs) of these adsorbents. Norit® 1240 W activated carbon (CAN) presented microporosity and a higher specific surface area compared to the sugar cane bagasse in natura (BCN) and carbonized (BCC). Carboxylic, phenolic, lactonic and basic groups were not very sensitive to the Boehm method for CAN. The pHpcz values were 7.2, 5.9 and 7.02 for CAN, BCN and BCC, respectively. The pseudo-second order kinetic model better fitted the CAN and BCC and Langmuir-Freundlich experimental data to the CAN data for the studied pH values and BCC at pH 2.0 and Freundlich for BCC at pH 3.5. The highest amounts adsorbed on CAN and BCC were in acid midst due to the attraction between the AAS molecule and the surface of the adsorbent and may be related to chemistry. The thermodynamic study showed an increase in adsorbed amount of AAS at 45 ºC for adsorbents at pH 2.0. Negative ΔG° values indicated spontaneous and favorable process occurrence. Positive ΔS° and ΔH° values suggest an increase in the solid / fluid interface disorder and endothermic nature. The adsorbent most efficient in the removal of AAS was Norit® 1240 W activated carbon in acid pH (92.88 and 77.80 mg.g -1), and the alternative of using sugarcane bagasse was not viable. The desorption study of the adsorbents, using deionized water as a regenerating agent, indicated a better fit with the kinetic model of pseudo-second order for the CAN. The desorption velocity was higher than that observed for adsorption with these adsorbents. The CAN and BCC had no possibility of regeneration as observed in the adsorption / desorption cycles.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/2861 |
| Date | 28 April 2017 |
| Creators | Silva, Nayara Cristina Romano |
| Contributors | Carvalho, Karina Querne de, Liz, Marcus Vinicius de, Ferreira, Regiane Cristina, Carvalho, Karina Querne de, Passig, Fernando Hermes, Cruz, Lutécia Hiera da |
| Publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, UTFPR, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UTFPR, instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná, instacron:UTFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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