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Previous issue date: 2016-12-20 / Os efluentes provenientes da indústria têxtil não devem ser descartados diretamente nos corpos de água sem um tratamento adequado. Entretanto, a remediação desses efluentes não é simples, e o desafio consiste em encontrar um tratamento seguro, economicamente viável, adequado e sustentável.Neste trabalho foi avaliado o potencial de adsorção de corantes têxteis em nanomateriais de grafite. Foi realizada a adsorção dos corantes Drimarem Azul Marinho CL-R p (DA), Vermelho Direto 80 (VD), Chrysophenine (CH) e Eosina Amarela (EA) em nanofolhas de grafeno comercial xGnP® - NG. Foi sintetizado um óxido de grafeno (GO) e a partir dele um óxido de grafeno reduzido (RGO). As NG foram caracterizadas por intermédio do pHPCZ, espectroscopia Raman, difração de Raios-X, Microscopia eletrônica de Transmissão (TEM), Microscopia de Força Atômica (AFM) e área superficial específica. A influência da quantidade de massa do adsorvente, da concentração da solução e do tempo de agitação do processo sobre a capacidade de remoção do sistema foi estudada por meio de um planejamento experimental. Obtiveram-se como valores otimizados 0,01 g, 100 mg.L-1 e 2h para os corantes DA, VD e EA, e 0,01 g, 50 mg.L-1 e 2h para o corante CH. O estudo da adsorção ao longo do tempo foi avaliado por intermédio de dois modelos cinéticos: o de pseudoprimeira ordem (PPO) e o de pseudossegunda ordem (PSO). O modelo PSO foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais para todos os corantes avaliados, apresentando as seguintes constantes cinéticas: 0.008492 s-1 para DA; 0.0165 s-1 para VD; 0.04583 s-1 para CH; e 0.00172 s-1 para EA. Além disso, o equilíbrio de adsorção foi analisado utilizando-se o modelo de isotermas de BET. Os dados do corante DA ajustaram-se melhor ao modelo de BET tipo IV, apresentando uma capacidade de adsorção na monocamada de 17,7 mg.g-1. Já para os corantes VD, CH e EA foram ajustados por BET Tipo II, com os seguintes valores para a capacidade máxima de adsorção na monocamada: 26 mg.g-1 para o corante VD, de 19 mg.g-1 para o corante CH e 66 mg.g-1 para o corante EA, todos em temperatura de 26 ºC. Foi realizado um estudo de equilíbrio termodinâmico, e o valor negativo da entalpia sugere que o processo foi de natureza exotérmica para todos os corantes avaliados. Além disso, os dados de entropia mostraram a ocorrência de uma diminuição da desordem na interface sólido-solução durante a adsorção no sistema. Com isso, os valores negativos da energia livre de Gibbs indicam que o processo de adsorção em NG para os corantes avaliados é espontâneo e que tende a ser mais favorável à medida que a temperatura diminui. As NG utilizadas foram reutilizadas para a realização de novos ensaios de equilíbrio com o corante DA por quarto ciclos de utilização. O GO e o RGO sintetizados foram avaliados como adsorventes para o corante DA, obtendo-se para o GO na monocamada q = 13,4 mg.g-1 e para o RGO q = 23,4 mg.g-1. Os resultados mostraram a aplicabilidade do material estudado. / Effluents from the textile industry must not be disposed of directly in water bodies without adequate treatment. They can cause a variety of damages to the environment, in addition to causing risks to human health due to the toxicity of their components. However, the solution is not simple; the challenge is to find a safe, economically viable and appropriate treatment. In this work the potential of textile dyes adsorption onto graphite nanomaterials was evaluated, by the adsorption of the following dyes: Drimarem Dark Blue CL-R (DA), Direct Red 80 (VD), Chrysophenine (CH) and Eosin Yellow (EA) dyes onto xGnP® (NG) commercial graphene nanosheets. A graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (RGO) was synthesized from graphite. The NG were characterized by means of pHPCZ, Raman microscopy, X-ray diffraction, Transmission Electron Microscopy (TEM), Atomic Force Microscopy (AFM) and specific surface area. The influence of the mass of the adsorbent, the dye concentration in the solution and the agitation time were studied, by means of an experimental planning, to obtain the optimum removal capacity of the system. The optimized results were 0.01 g, 100 mg.L-1 and 2h for the dyes DA, VD and EA, and 0.01g, 50 mg.L-1 and 2h for the dye CH. The study of adsorption over the time was evaluated through two kinetic models: pseudo first order and pseudo second order. The PSO model was the best fit for the experimental data for all evaluated dyes, with the following kinetic constants: 0.008492 s-1 for DA; 0.0165 s-1 for RV; 0.04583 s-1 for CH; and 0.00172 s-1 for EA. In addition, the adsorption equilibrium was analyzed using the BET isotherm model. The data for the DA dye were better fitted to the BET type IV model, with a monolayer adsorption capacity of 17.7 mg.g-1. VD, CH and EA dyes were adjusted by BET Type II, with the following values for the maximum adsorption capacity in the monolayer: 26 mg.g-1 for the RV dye, 19 mg.g-1 for the dye CH, and 66 mg.g-1 for the EA dye, all at a temperature of 26 °C. A thermodynamic equilibrium study was performed, and the negative enthalpy value suggests that the process was exothermic for all dyes evaluated. In addition, the entropy data showed the occurrence of a decrease in the solid-solution interface disorder during adsorption. Thus, the negative values of Gibbs free energy indicate that the adsorption process in NG for the dyes evaluated is spontaneous and tends to be more favorable as the temperature decreases. The NG were reused for new equilibrium assays for fourth cycle. The GO and the RGO synthesized were evaluated as adsorbents for the DA dye, obtaining for the GO in the monolayer q = 13.4 mg.g-1 and for the RGO q = 23.4 mg.g-1. The results showed the applicability of the studied material.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/24734 |
| Date | 20 December 2016 |
| Creators | OLIVEIRA, Eveline Haiana Costa de |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/3644581240048018, MOTTA SOBRINHO, Maurício Alves da, CARVALHO, Marilda Nascimento |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Engenharia Quimica, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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