00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC
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Campo DCValorIdioma
dc.contributor.advisor1Meneghetti, Simoni Margareti Plentz-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0280121582234738pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Meili, Lucas-
dc.contributor.referee1Silva, Antonio Osimar Sousa da-
dc.contributor.referee2Ribeiro, Livia Maria de Oliveira-
dc.contributor.referee3Sepúlveda, Pamela Margarita-
dc.contributor.referee4Suarez, Paulo Anselmo Ziani-
dc.creatorSilva, Társila Santos da-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5790060229735368pt_BR
dc.date.accessioned2023-12-20T19:59:43Z-
dc.date.available2023-12-07-
dc.date.available2023-12-20T19:59:43Z-
dc.date.issued2023-05-25-
dc.identifier.citationSILVA, Társila Santos da. Síntese, caracterização e aplicação de hidróxidos duplos lamelares a partir de resíduos de alumínio. 2023. 119 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/12853-
dc.description.abstractOne of the most important and strategic industries that produce hazardous waste is aluminum production. Aluminum is the third most abundant element on Earth and the second most used metal after iron. Due to inadequate recycling and reuse of aluminum waste, large amounts of these materials are discarded in landfills, presenting risks to health, ecology and safety due to their toxicity and high flammability. These issues are driving the development of new costeffective and ecologically sound methods of reusing aluminum waste. The production of Lamellar Double Hydroxides (LDH) using aluminum residues can be achieved through the leaching of Al3 + ions, in the form of hydroxide, followed by reaction with the divalent ions. Aluminum ions can be extracted by dissolving the residue in an alkaline or acidic medium. This work had as objective the synthesis and characterization of LDHs obtained from the residues of aluminum frames and to evaluate the applicability of the material in the area of adsorption. The syntheses of LDHs were carried out by the co-treatment and hydrothermal treatment methods, maintaining a 3:1 ratio of Mg/Al. The study of the structural properties of the synthesized HDLs was carried out using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP OES), infrared absorption spectroscopy (FT-IR), X-rays (DRX), thermogravimetry (TGA) and specific surface area (BET). The FT-IR wavelengths referring to the synthesized HDL chemical groups did not diverge, the input being commercial aluminum hydroxide or coming from aluminum frames. The X-ray diffractograms of LDHs with indicated peaks characteristic of materials of the hydrotalcite type, which are more intense diffraction elements for the LDH synthesized from the hydrothermal treatment. From the Scherrer equation, an increase in the crystallite size was observed with the increase in the synthesis temperature. A thermogravimetric analysis proceeds by the loss of water adsorbed between the layers, followed by the dehydroxylation of the coverslips with water release, different values in the loss of mass for the studied synthetic conditions. The LDHs obtained showed type IV and the presence of type H3 hysteresis, which evidences the existence of mesoporous structures. The surface area and pore diameter range from 27.66 m2/g to 96.08 m2/g and 36 Ǻ to 39 Ǻ, respectively. From the results obtained, it is possible to verify that LDH produced from aluminum waste has potential for future applications in the areas of catalysis and adsorption. As for the application in adsorption, the experiments were conducted in a finite bath, where it was possible to initially verify the feasibility of using LDH as an adsorbent and, subsequently, evaluate the effect of dosage, the effect of pH, kinetics and adsorption isotherms and parameters thermodynamics. Adsorption kinetics showed equilibrium time of 90 and 60 min and adsorption capacities of 3.07 and 10.1 mg.g-1 for the drug salicylic acid (SA) and for the dye methyl orange (MA), respectively. The pseudo-second order kinetic model fitted better to the experimental data for both SA and MA. The SA and MA adsorption isotherms showed similar behavior to the Freundlich model, indicating the existence of heterogeneous surfaces and multilayer adsorption. The analysis of thermodynamic parameters showed a decrease in the amount adsorbed with increasing temperature, confirming the exothermic nature from ΔH° < 0. According to the values of ΔG°, it was possible to confirm that the adsorption was not spontaneous for SA and spontaneous for MA. The positive values of ΔS° indicated greater randomness at the solid-solution interface. From the obtained results it is possible to verify that the HDL produced from the aluminum residue has potential in the area of adsorption.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Alagoaspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Químicapt_BR
dc.publisher.initialsUFALpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectHidrotalcitapt_BR
dc.subjectResíduos de alumíniopt_BR
dc.subjectHidróxidos duplos lamelarespt_BR
dc.subjectAdsorçãopt_BR
dc.subjectHydrotalcitept_BR
dc.subjectAluminum wastept_BR
dc.subjectDouble lamellar hydroxidespt_BR
dc.subjectAdsorptionpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApt_BR
dc.titleSíntese, caracterização e aplicação de hidróxidos duplos lamelares a partir de resíduos de alumíniopt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.description.resumoUma das indústrias mais importantes e estratégicas que produzem resíduos perigosos, é a de produção de alumínio. O alumínio é o terceiro elemento mais abundante da Terra e, o segundo metal mais utilizado depois do ferro. Devido a reciclagem e reutilização inadequadas dos resíduos de alumínio, grandes quantidades destes materiais são descartados em aterros sanitários, apresentando riscos à saúde, a ecologia e a segurança devido à sua toxicidade e alta inflamabilidade. Estas questões estão impulsionando o desenvolvimento de novos métodos econômicos e ecologicamente corretos de reutilização dos resíduos de alumínio. A produção de Hidróxidos Duplos Lamelares (HDLs) usando resíduos de alumínio pode ser alcançada através da lixiviação dos íons Al3+, na forma de hidróxido, seguida por reação com os íons divalentes. Os íons de alumínio podem ser extraídos por dissolução do resíduo em meio alcalino ou ácido. Este trabalho teve como objetivo a síntese e caracterização dos HDLs produzidos a partir dos resíduos de esquadrias de alumínio e avaliar a aplicabilidade do material na área de adsorção. As sínteses dos HDLs foram realizadas pelos métodos de co-precipitação e tratamento hidrotérmico, mantendo uma proporção 3:1 de Mg/Al. O estudo das propriedades estruturais dos HDLs sintetizados foi realizada através de espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDX), espectrometria de emissão atômica por plasma acoplado indutivamente (ICP OES), espectroscopia de absorção no infravermelho (FT-IR), difração de raios-X (DRX), termogravimetria (TGA) e área superficial específica (BET). Os comprimentos de ondas do FTIR referentes aos grupos químicos do HDL sintetizados não divergiram sendo o insumo o hidróxido de alumínio comercial ou oriundo das esquadrias de alumínio. Os difratogramas de raios X dos HDLs produzidos indicaram picos característicos dos materiais do tipo hidrotalcita, apresentando picos de difração mais intensos para o HDL sintetizado a partir do tratamento hidrotérmico. A partir da equação de Scherrer observou-se um aumento de tamanho do cristalito com a elevação da temperatura de síntese. A análise termogravimétrica procedeu pela perda de água adsorvida entre as camadas, seguida pela desidroxilação das lamelas com liberação de água, apresentando diferentes valores na perda de massa para as condições de síntese estudadas. Os HDLs obtidos apresentaram isotermas do tipo IV e presença de histerese do tipo H3, o que evidencia a existência de estruturas mesoporosas. A área superficial e o diâmetro de poros variaram de 27,66 m2/g a 96,08 m2/g e 36 Ǻ à 39 Ǻ, respectivamente. Quanto à aplicação em adsorção, os experimentos foram conduzidos em banho finito, onde foi possível verificar inicialmente a viabilidade do uso do HDL como adsorvente e, na sequência, avaliar o efeito da dosagem, o efeito do pH, cinética e isotermas de adsorção e parâmetros termodinâmicos. A cinética de adsorção apresentou o tempo de equilíbrio de 90 e 60 min e capacidades de adsorção de 3,07 e 10,1 mg.g-1 para o fármaco ácido salicílico (AS) e para o corante alaranjado de metila (AM), respectivamente. O modelo cinético de pseudo-segunda ordem ajustou-se melhor aos dados experimentais tanto para o AS quanto para o AM. As isotermas de adsorção do AS e AM demonstraram comportamento similar ao modelo de Freundlich, indicando a existência de superfícies heterogêneas e adsorção em multicamada. A análise dos parâmetros termodinâmicos mostrou uma diminuição da quantidade adsorvida com o aumento da temperatura, confirmando a natureza exotérmica a partir do ΔH° < 0. Conforme os valores de ΔG°, foi possível confirmar que a adsorção não foi espontânea para o AS e espontânea para o AM. Os valores positivos de ΔS° indicaram uma maior aleatoriedade na interface sólido solução. A partir dos resultados obtidos é possível verificar que o HDL produzido a partir do resíduo de alumínio possui potencial na área de adsorção.pt_BR
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