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http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/11842
Tipo: | Dissertação |
Título: | Utilização da cápsula do kapok (Ceiba pentandra (L.) Gaerth) para remoção adsortiva de rodamina B em solução aquosa |
Autor(es): | Vasconcelos, Kaline Cavalcante |
Primeiro Orientador: | Oliveira, Leonardo Mendonça Tenório de Magalhães |
metadata.dc.contributor.advisor-co1: | Duarte, José Leandro da Silva |
metadata.dc.contributor.referee1: | Zanta, Carmem Lucia de Paiva e Silva |
metadata.dc.contributor.referee2: | Fonseca, Eduardo Jorge da Silva |
metadata.dc.contributor.referee3: | Bernardo, Vanderson Barbosa |
Resumo: | Os descartes irregulares de resíduos oriundos das atividades humanas têm causado diversos problemas ambientais. Diante disso, tem-se observado uma forte tendência no desenvolvimento de pesquisas e processos que minimizem impactos negativos. Os métodos adsortivos têm ganhado destaque no tratamento de efluentes, uma vez que essas técnicas apresentam elevada eficiência na remoção de poluentes nocivos ao meio ambiente; tais contaminantes geralmente possuem baixa biodegradabilidade, resistência aos tratamentos convencionais e muitas vezes aparecem em baixas concentrações. O uso de biomassas como material adsorvente tende a reduzir os custos do processo adsortivo devido a sua disponibilidade e abundância. Dentre os poluentes persistentes, encontra-se o composto Rodamina B, um corante catiônico que, além de difícil remoção, apresenta risco à saúde. Das biomassas oriundas das atividades agrícolas, podemos citar a cápsula do kapok, que é considerada um dos poucos resíduos originários da Paineira (Ceiba pentandra (L.) Gaerth), visto que este é um dos únicos itens que não possuem aplicação descrita na literatura. Diante disso, fazer uso desse resíduo sólido como adsorvente proporciona a valorização de um material que antes era visto apenas como rejeito. Nesse contexto, objetivou-se avaliar a cápsula do kapok como material adsorvente para remoção de Rodamina B em soluções aquosas. Através das técnicas de caracterização empregadas, como MEV (Microscopia Eletrônica de Varredura), Microscopia Ótica (MO), FTIR (Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier), DRX (Difração de Raio X), pH de carga zero e TGA/DTG (Análise Termogravimétrica) foi possível conhecer as características químicas e morfológicas do adsorvente. Para análise da performance adsortiva foram realizados estudos cinéticos, variações de massa de adsorvente, concentração de adsorvato, matriz aquosa e influência do pH. Diante das análises foi observado que a cápsula do kapok apresenta estrutura morfológica composta de características que sugerem um potencial adsortivo elevado pelo indicativo de alta área superficial, presença de vacâncias, diversos poros e grupos funcionais característicos de material lignocelulósico. A análise termogravimétrica apresentou a estabilidade térmica do material natural. Nos testes de afinidade foi possível constatar forte interação em todas as faixas de pH aplicadas. Em pH natural, o percentual mínimo de remoção do corante foi de 71 % nos testes em batelada. No ensaio em água real foi observada baixa afinidade entre o adsorvente e o adsorvato, devido a redução da capacidade adsortiva em água salgada, mas ainda apresentando percentual de remoção superior a 59 %, em condições mais severas. No estudo cinético foi observado que em 240 min foi atingido cerca de 80 % da capacidade adsortiva do material. Nos ensaios em coluna de adsorção foi observado grande potencialidade do material para tratamento de efluentes coloridos em fluxo contínuo, tendo como mínimo percentual global de remoção superior a 54 %. O hidrocarvão produzido a partir do adsorvente residual apresentou elevada capacidade adsortiva com remoção mínima de 92 % em pH natural, se apresentando como excelente alternativa para sua destinação. Tais resultados corroboram o uso deste material como uma alternativa ambientalmente amigável em via dupla, tanto no tocante a valorização de um resíduo sólido quanto a sua potencialidade em processos de remoção de poluentes em fase aquosa. |
Abstract: | Irregular disposal of waste from human activities has caused several environmental problems, therefore, there has been a strong trend in the development of research and processes that minimize negative impacts. Adsorptive methods have gained prominence in the treatment of effluents, since this technique presents high efficiency in the removal of harmful pollutants to the environment; such contaminants have low biodegradability, resistance to conventional treatments and often appear in low concentrations. The use of biomass as adsorbent material tends to reduce the costs of the adsorptive process due to its availability and abundance. Among the persistent pollutants, there is the compound Rhodamine B, which is a cationic dye, which, in addition to being difficult to remove, presents a health risk. From the biomasses from agricultural activities, we can mention the kapok capsule, which is considered one of the few residues originating from Paineira, since this is one of the only items that do not have application described in the literature. Therefore, making use of this solid waste as an adsorbent provides the recovery of a material that was previously seen only as waste. In this context, the objective was to evaluate the kapok capsule as an adsorbent material for the removal of Rhodamine B in aqueous solutions. Through the characterization techniques employed, such as SEM (Scanning Electronic Microscopy), FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), XRD (X-Ray Diffractometry), zero-load pH and TGA/DTG (Thermogravimetric Analysis) it was possible to know the chemical and morphological characteristics of the adsorbent. To analyze the adsorptive performance, kinetic studies, variations in adsorbent mass, adsorbate concentration, aqueous matrix and pH influence were performed. In view of the analyses, it was observed that the kapok capsule has a morphological structure composed of characteristics that suggest a high adsorptive potential due to its high surface area, presence of vacancies, several pores and characteristic groups of lignocellulosic material. The thermogravimetric analysis showed thermal stability of the natural material. In the hearing tests, it was possible to verify a strong interaction in all applied pH ranges. At natural pH, the minimum percentage of dye removal was 71% in batch tests. In the test in real water, low retention was observed between the adsorbent and the adsorbate, due to the reduction of the adsorptive capacity in salt water, but still presenting a percentage of removal greater than 59%, in more diverse conditions. In the kinetic study, it was observed that in 240 min about 80% of the adsorptive capacity of the material was reached. In the adsorption column tests, great potential for treating colored effluents in continuous flow was observed, with a minimum overall percentage of removal greater than 54 %. The hydrochar produced from the residual adsorbent showed a high adsorptive capacity with a minimum removal of 92 % at natural pH, presenting itself as an excellent alternative to its destination. Such results corroborate the use of this material as an environmentally friendly alternative in a two-way, both in terms of valorization of solid waste and its potential in processes of removing pollutants in the aqueous phase. |
Palavras-chave: | Adsorção Tratamento de efluentes Rodamina B Corantes Kapok Adsorvente natural Biosorption Natural adsorbent Persistent pollutants Treatment of colored effluents Fixed bed Hydrochar |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Alagoas |
Sigla da Instituição: | UFAL |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
Citação: | VASCONCELOS, Kaline Cavalcante. Utilização da cápsula do kapok (Ceiba pentandra (L.) Gaerth) para remoção adsortiva de rodamina B em solução aquosa. 2023. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2022. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/11842 |
Data do documento: | 17-nov-2022 |
Aparece nas coleções: | Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC |
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