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Previous issue date: 2016-12-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The aim of this study was to evaluate the use of cashew nut shell - CNS - (Anacardium occidentale), endocarp of Euterpe – CA – (Euterpe oleraceae) e Brazil nuts – BN –(Bertholletia excelsa), after chemical modification with H 2 O 2 , H 2 SO 4 and NaOH in the removal of metal ions Cd 2+ , Pb 2+ and Cr 3+ aqueous medium. Therefore, the adsorbent was characterized as the presence of total, elements, structure, infrared spectroscopy (IR), morphological, by scanning electron microscopy (SEM), and point of zero charge (pH PCZ ), mass loss by thermogravimetry (TG) and specific surface area (SSA), size and pore volume (BET). After that, tests were conducted to determine the optimal conditions (pH, mass of adsorbent) adsorption by means of multivariate analysis with Central Composite Rotational Design (CCRD). The adsorption kinetics was evaluated by the pseudo-first, pseudo-second, Elovich and intraparticle diffusion mathematical models, and sorption isotherms were linearized mathematical models according to Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich (D-R). The effect of initial concentration, temperature in the process, desorption were also performed. By SEM it was observed that the CNS, CA and BN had irregular, spongy and heterogeneous structure, and the IR may be the presence of hydroxyl groups, aliphatic, phenolic, carboxylic acid, both analyzes giving the adsorbent characteristics favorable to adsorption. The pH PCZ of the adsorbent demonstranted change by the solutions in all adsorbents. The optimum adsorption conditions of Cd 2+ , Pb 2+ and Cr 3+ were: pH: 5.0; mass of adsorbent: 4 g L -1 and 40 min equilibration time. The models pseudo-second order and D-R suggested the predominance of chemisorption in the process. The highest removal efficiency was obtained in the initial concentrations, with high rates of desorption to Cd 2+ and Pb 2+ and low desorption to Cr 3+ . Most of the materials adjustment of the Langmuir and the others suggested to Freundlich adsorption suggested the occurrence of both, mono or multilayers adsorption, but prevailing the adsorption monolayer. The thermodynamic study showed that the process was spontaneous. CNS, CA and BN has the potential to increase the removal efficiency of Cd Pb and Cr, when chemically modified with H 2 O 2 , H 2 SO 4 and NaOH. / A agroindústria é uma das principais geradoras de resíduos de origem vegetal, com alto potencial adsorvente para remoção de contaminantes de águas, principalmente metais tóxicos.
Ao associar estes materiais vegetais a modificações químicas, pode-se obter maiores eficiências na remoção destes contaminantes. O objetivo deste estudo foi avaliar o uso das cascas de castanha de caju – CC – (Anacardium occidentale), caroço de açaí – CA – (Euterpe oleraceae) e casca da castanha de Brasil – CB – (Bertholletia excelsa) após modificações químicas com H 2 O 2 , H 2 SO 4 e NaOH na remoção dos íons metálicos Cd 2+ , Pb 2+ e Cr 3+ em meio aquoso. Para tanto, os adsorventes foram inicialmente caracterizados quanto a quantificação de elementos totais, estrutural, por espectroscopia de infravermelho (IR), morfologia, por microscopia eletrônica de varredura (MEV), ponto de carga zero (pH PCZ ), termogravimetria (TG), área superficial específica (ASE), tamanho e volume de poros por (BET). Após, foram realizados testes para determinar as condições ótimas (pH, massa de adsorvente) de adsorção por meio de análise multivariável com Delineamento Central Composto Rotacional (DCCR). A cinética de adsorção foi avaliada por meio dos modelos matemáticos de pseudo-primeira ordem, pseudo- segunda ordem, Elovich e difusão intrapartícula, e as isotermas de adsorção foram calculadas conforme os modelos matemáticos lineares de Langmuir, Freundlich e Dubinin-Radushkevich (D-R). O efeito da concentração inicial, temperatura do processo e dessorção também foram estudados. De acordo com a MEV foi observado que a CC, CA e CB apresentaram estruturas irregulares, esponjosas e heterogêneas, e pelo IR pode se observar a presença de grupos hidroxilas, alifáticos, fenólicos, carboxílico, em ambas análises conferem ao adsorvente características favoráveis à adsorção. As soluções modificantes alteraram o ponto de carga zero dos adsorventes testados. As condições ótimas de adsorção dos íons Cd 2+ , Pb 2+ e Cr 3+ foram: pH: 5,0; massa do adsorvente: 4 g L -1 e tempo de equilíbrio de 40 min para todos os adsorventes testados. De maneiral geral os modelos de pseudo-segunda ordem e D-R sugeriram a predominância de quimiossorção. A maior eficiência de remoção foi obtida nas concentrações iniciais na maioria dos casos estudados, com altas taxas de dessorção para Cd 2+ e Pb 2+ e baixas taxas de dessorção para Cr 3+ . A maioria dos materiais se ajustaram para o modelo de Langmuir e outros para modelo de Freundlich sugerindo a ocorrência de adsorção em mono e multicamadas, prevalecendo a adsorção em monocamadas. O estudo de termodinâmica demonstrou que o processo foi espontâneo. Os materiais CC, CA e CB possuem potencial para aumentar a sua eficiência de remoção de Cd, Pb e Cr, ao ser modificada quimicamente com H 2 O 2 , H 2 SO 4 e NaOH.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.unioeste.br:tede/3139 |
| Date | 09 December 2016 |
| Creators | Coelho, Gustavo Ferreira |
| Contributors | Gonçalves Júnior, Affonso Celso, Campagnolo, Marcelo Angelo, Dragunski, Douglas Cardoso, Schwantes, Daniel, Silva, Tiago Roque Benetoli da, Gonçalves Júnior, Affonso Celso |
| Publisher | Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Marechal Cândido Rondon, -6392337873870130111, 500, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, UNIOESTE, Brasil, Centro de Ciências Agrárias |
| 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 do UNIOESTE, instname:Universidade Estadual do Oeste do Paraná, instacron:UNIOESTE |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 5624066117035054290, 600, 600, 600, -7585593950289668980, 2075167498588264571 |
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