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Previous issue date: 2016-02-26 / CAPES / O descarte inadequado de efluentes contendo corantes pode levar a interrupção da fotossíntese nos mananciais, afetando a vida aquática, além disso, os produtos de degradação dos corantes, como as aminas aromáticas são potencialmente tóxicas e carcinogênicas para os seres vivos. Métodos convencionais de tratamento como biodegradação, coagulação e flotação, têm sido utilizados no tratamento de poluentes orgânicos presentes em efluentes, mas sem resultados satisfatórios para a remoção de corantes. Esse trabalho tem como objetivo verificar a eficácia da remoção do corante têxtil reativo preto em meio aquoso por quitosana na forma de membranas, partículas e esferas. Para a produção do material adsorvente foi utilizada a quitosana de crustáceo comercial da SIGMA®. A quitosana foi caracterizada pelas técnicas de espectroscopia vibracional na região do infravermelho, análise elementar, ressonância magnética nuclear de prótons e viscosidade. Os adsorventes preparados foram caracterizados pelo conteúdo de grupos amino livres e microscopia eletrônica de varredura. Um planejamento fatorial 23 foi realizado para avaliar as variáveis pH (3, 4 e 5) da solução corante, massa de quitosana (0,5; 1,0 e 1,5 g) e temperatura (30, 40 e 50 ºC) na adsorção deste corante para o adsorvente na forma de partículas e membranas. Para as esferas foi aplicado um planejamento 22 a temperatura ambiente, por meio do qual se confirmou a inviabilidade de adsorção das esferas. Realizou-se uma cinética de adsorção abrangendo uma faixa de 1 – 85 mg/ L de solução corante durante o tempo de 0 – 240 minutos. Foram testadas as isotermas de Langmuir e Freundlich e os modelos cinéticos de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem para se determinar a forma de interação do corante com o adsorvente. As técnicas de caracterização da quitosana demonstram se tratar de um biopolímero de médio peso molecular. A caracterização do material adsorvente por meio de microscopia eletrônica de varredura indicou as partículas de quitosana como material de superfície mais irregular e porosa, quando comparado aos demais. Foram obtidas capacidades de adsorção de até 94,34 mg/g e remoção de até 100% para as partículas e 49,37 e remoção de até 98% para as membranas, enquanto que para as esferas estes valores não passaram de 5 mg/g e 28%. Os fatores estudados (pH, massa e temperatura) foram estatisticamente significantes para as partículas, enquanto que para as membranas a temperatura se mostrou insignificante. A adsorção desenvolveu-se segundo uma cinética de pseudo-segunda ordem, sendo as partículas de quitosana ajustadas ao modelo de Langmuir e as membranas de quitosana ajustadas ao modelo de isoterma de Freundlich / Inadequate disposal of wastewater containing dyes leads to an interruption of photosynthesis in water bodies affecting aquatic life; besides dyes degradation creates products such as aromatic amines that are potentially carcinogenic and toxic for humans. Conventional treatment methods such as biodegradation, coagulation and flotation, have been used in the treatment of organic pollutants present in wastewater, but without satisfactory results for the removal of dyes. This work aims to verify the effectiveness of the removal of the black reactive dye by chitosan in the form of membranes, particles, and spheres. For the production of the adsorbent material was used chitosan SIGMA®. Chitosan was characterized by vibrational spectroscopy, elementary analysis, magnetic nuclear resonance of protons and viscosity. The adsorbents were characterized by the content of free amino groups (particles) and scanning electron microscope. The 23 factorial planning was conducted to evaluate pH dye solution (3, 4, and 5), chitosan weight (0.5, 1.0 and 1.5 g) and temperature (30, 40 and 50 ° C) to the adsorbent in the form of particles and membranes. To the spheres was applied a 22 factorial planning in room temperature, whereby it was confirmed the impossibility of adsorption of the spheres. The interactions between variables of factorial planning were studied by Pareto charts. We carried out an adsorption kinetics covering a range of 1 - 85 mg /L dye solution during the time from 0 - 240 minutes. The isotherms of Langmuir and Freundlich were tested and kinetic models of pseudo-first and pseudo-second order to determine how to interact with the dye adsorbent. The characterization of the adsorbent material through scanning electron microscope showed that particles of chitosan are more irregular and porous surface material when compared to the others. Adsorption capacities were obtained up to 50 mg / g and percentual removal up to 100% for particles and membranes, while for the spheres these values did not exceed 5 mg / g and 28%. The factors studied (pH, temperature, and weight) were statistically significant for particles, while the temperature was negligible for membranes. The adsorption was developed according to a pseudo-second order kinetic, adapted to the Freundlich isotherm model.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/17257 |
| Date | 26 February 2016 |
| Creators | SILVA, Anderson Deodato da |
| Contributors | STAMFORD, Tânia Lúcia Montenegro |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Biotecnologia Industrial, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| 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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