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Previous issue date: 2011-12-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Clay minerals are silicates with importance of environmental,
technological and academic view, existing in a large variety as synthetic or
natural materials. In this group, the palygorskite is a clay mineral of
fibrous habit with 2:1 structure and wide industrial application. This
material shows a partial isomorphic substitution of magnesium with
aluminum and/or iron and such substitutions result in an excess of
negative charges. These charges are associated with specific surfaces
resulting in the palygorskite an adsorbent for polar molecules or positive
ions. In this work, the palygorskite of Piauí was applied as adsorbent in
aqueous solution for removal of copper, cobalt and nickel from simple and
binary solutions. The palygorskite was characterized by chemical analysis,
XRD, infrared spectroscopy and thermogravimetry. The adsorption
experiments for ions in aqueous solution were carried out by batch method
in which the effect of reaction time (2-72 h), temperature (303, 313 and
323 K), initial concentration of metal ion (10-3 to 10-2 mol dm-3) at various
temperature, pH (2.0, 4.0, 6.0 and 8.0) and ionic strength (solutions of
NaNO3 at concentrations of 0.01; 0.005; 0.008 and 0,01 mol dm-3) were
systematically varied. The binary mixtures of cations were investigated by
varying the reaction time and the initial concentrations of ions in solution.
The retention time was 48 h maximum for all cations. The data of time
isotherm were fitted to kinetic models of pseudo first order, pseudo second
order and intraparticle diffusion, where the data were best described by the
second order kinetic model. The isotherms of concentration were fitted to
the Langmuir and Freundlich models. The maximum capacities of adsorption for copper (II), nickel (II) and cobalt (II) were 1.28; 1.21 and
1.1 mmol g-1; 1.60; 1.46 and 1,40 mmol g-1 and 0.78; 0,68 and 0,61 mmol
g-1 at 303, 313 and 323 K, respectively. The palygorskites saturated with
cations were characterized by XRD, infrared spectroscopy and
thermogravimetry showing insignificant changes in their structure
comparing with the precursor solid. / Os argilominerais são silicatos importantes do ponto de vista ambiental,
tecnológico e acadêmico, existindo como materiais sintéticos ou naturais.
Neste grupo se destaca a paligorsquita, que é um argilomineral de hábito
fibroso de estrutura 2:1 de ampla aplicação industrial. Este mineral pode
apresentar substituições isomórficas parciais do magnésio pelo alumínio
e/ou ferro e essas substituições resultam num excesso de cargas
negativas. Estas cargas associadas a superfícies específicas tornam a
paligorsquita um adsorvente para moléculas polares ou íons positivos.
Assim neste trabalho, a paligorsquita da região do Piauí foi aplicada como
adsorvente em solução aquosa para remoção dos íons cobre, cobalto e
níquel individualmente e na forma de soluções binárias. A paligorsquita
inicialmente foi caracterizada por análise química, DRX, espectroscopia na
região do infravermelho e termogravimetria. Os ensaios de adsorção para a
série de íons em solução aquosa foram realizados pelo método em batelada
em que os efeitos do tempo de reação (2 a 72 h), temperatura (303, 313 e
323 K), concentração inicial do íon metálico (10-3 a 10-2 mol dm-3) em cada
uma das temperaturas, pH (2,0; 4,0; 6,0 e 8,0) e força iônica (soluções de
NaNO3 nas concentrações de 0,01; 0,005; 0,008 e 0,01 mol dm-3) foram
sistematicamente variados. As misturas binárias dos cátions foram
investigadas variando o tempo de reação e as concentrações iniciais dos
íons em solução. O tempo de retenção máxima foi de 48 h para todos os
cátions. Os dados das isotermas de tempo foram ajustados aos modelos
cinéticos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e de difusão
intrapartícula, sendo melhores descritos pelo modelo de pseudo-segunda ordem. As isotermas de concentração foram testadas frente aos modelos
de Langmuir e Freundlich. As capacidades máximas de adsorção para cobre
(II), níquel (II) e cobalto (II) foram de 1,28; 1,21 e 1,1 mmol g-1; 1,60;
1,46 e 1,40 mmol g-1 e de 0,78; 0,68 e 0,61 mmol g-1 a 303, 313 e 323 K,
respectivamente. As paligorsquitas saturadas com os íons metálicos foram
caracterizadas por DRX, espectroscopia na região do infravermelho e
termogravimetria mostrando pouca alteração na estrutura comparando
com àquela do sólido precursor.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/7066 |
| Date | 21 December 2011 |
| Creators | Oliveira, Andréa Maria Brandão Mendes de |
| Contributors | Fonseca, Maria Gardênnia da |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Química, UFPB, BR, Química |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 1435648362225100898, 600, 600, 600, 600, 9054006085480167889, 1571700325303117195, 2075167498588264571 |
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