CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Os corantes sintÃticos sÃo um dos poluentes mais comuns e frequentemente encontrados na indÃstria tÃxtil. A destinaÃÃo de esgoto contendo corantes para corpos de Ãgua à extremamente importante do ponto de vista ambiental, jà que mesmo em baixas concentraÃÃes os corantes podem ser altamente tÃxicos para sistemas aquÃticos. A elevada toxicidade à um dos grandes problemas de Ãguas residuais contendo corantes. Este estudo examinou como adsorventes nanoporosos trÃs materiais sendo um HidrÃxido Duplo Lamelar (HDL â Mg/Al), uma argila pilarizada (Al-PILC) e um carbono ativado comercial (GAC-Norit 1240) avaliando seus comportamentos na remoÃÃo dos corantes Reativo Preto 5 (RP5), Azul de Metileno (AM) e Ãcido Azul 25 (AA25). Os materiais baseados em argilas naturais e sintetizadas em laboratÃrio, assim como o carbono ativado, foram caracterizados por difraÃÃo de raios X, BET e FTIR, a fim de se obter informaÃÃo sobre suas caracteristicas estruturais e texturais. Experimentos em batelada utilizando um sistema de tanques agitados foram realizados para averiguar o efeito do pH do meio, da concentraÃÃo inicial de corante, do tempo de contato e da forÃa iÃnica do meio na adsorÃÃo dos corantes. Para o sistema de tanques agitados foram utilizados um agitador rotatÃrio orbital e tubos de acrÃlico contendo 20 mL de soluÃÃes de corantes em contato com 0,015 g dos adsorventes. As concentraÃÃes de equilÃbrio de cada corante foram determinadas em espectrofotÃmetro UV/Vis. A fim de descrever o comportamento das isotermas de adsorÃÃo, os dados de equilÃbrio foram correlacionados com o modelo de Langmuir (L). A contribuiÃÃo dos parÃmetros de transferÃncia de massa na cinÃtica de adsorÃÃo dos corantes RP5, AA25 e AM em carbono ativado tambÃm foi investigada. Estes dados fundamentais forneceram uma melhor compreensÃo dos mecanismos de transferÃncia de massa e dinÃmica difusional do sistema. O comportamento do pH e da forÃa iÃnica do meio foi de suma importÃncia para o entendimento dos processos de adsorÃÃo nos respectivos materiais para cada corante analisado. O pH das soluÃÃes aquosas foi bastante diferenciado, o qual foi dependente das caracterÃsitcas aniÃnicas e catiÃnicas dos materiais e dos corantes. De acordo com a anÃlise estatÃstica, o modelo de Langmuir foi adequado para representar os dados de adsorÃÃo dos corantes comprovado pela combinaÃÃo das constantes de ligaÃÃo do modelo, evidenciando uma forte interaÃÃo adsorvente-adsorbato. Pode-se notar que as cinÃticas de adsorÃÃo de corantes seguem um comportamento semelhante, com uma queda brusca da concentraÃÃo inicial de corante no sobrenadante nos primeiros momentos de contato, atingindo o equilÃbrio em aproximadamente 60 minutos, do que se pode inferir uma difusÃo molecular intrapartÃcula. As quantidades adsorvidas dos trÃs materiais indicaram um melhor desempenho obtido para o carbono ativado. / Synthetic dyes are one of the most common pollutants and often found in the textile industry. The disposal of wastewater containing dyes on water bodies is extremely important from an environmental standpoint, since the dyes even at low concentrations can be highly toxic to aquatic systems. The high stability and toxicity are the major problem in the treatment of wastewater containing dyes. This study examined three nanoporous adsorbents materials: a lamellar double hydroxide (LDH-Mg/Al), pillared clay (Al-PILC) and a commercial activated carbon (Norit GAC-1240), assessing hair performance in the removal of dyes Reactive Black 5 (RB5), Methylene Blue (MB) and Acid Blue 25 (AB25) used in the textile industry. The materials based on natural clays synthesized in the laboratory, and activated carbons were characterized by XRD, BET and FTIR, in order to obtain information about their structural and textural characteristics. Experiments using a batch stirred tank system were performed to investigate the effect of pH, the initial concentration of dye, contact time and ionic strength through adsorption of the dyes. For the system of stirred tanks a rotary shaker and acrylic tubes were used containing 20 mL of dye solutions in contact with 0.015 g of adsorbent. The equilibrium concentration of each dye was determined with a spectrophotometer UV/Vis. In order to describe the behavior of adsorption isotherms, the equilibrium data were correlated with the Langmuir model (L). The contribution of mass transfer parameters on the kinetics of adsorption of dyes RP5, AB25 and MB on activated carbon was also investigated. These data provide a basic understanding of mechanisms of mass transfer and dynamic diffusional system. The behavior of pH and ionic strength of the medium was very important for understanding of adsorption processes in the respective materials for each dye examined. The pH of the aqueous solutions was greatly different, which was dependent on characteristics anionic and cationic materials and colorants. According to statistical analysis, the Langmuir model was adequate to represent the data of adsorption of dyes shown. It may be noted that the kinetics of adsorption of dyes follow a similar behavior, with a sharp drop of the dye initial concentration in the supernatant in the first moments of contact, reaching the equilibrium in approximately 100 minutes. The adsorbed amounts of the three materials showed a revealed better performance obtained for activated carbon.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:6170 |
| Date | 11 July 2012 |
| Creators | Josà EurÃnio de Aguiar |
| Contributors | Ivanildo Josà da Silva Junior |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia QuÃmica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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