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Tipo do documento: Dissertação
Título: Potencialidades de adsorção de corantes básicos em material cerâmico isolante
Título(s) alternativo(s): Adsorption potential of basic dyes in insulating ceramic materia
Autor: Murga, Fernando Carlos Gonçalves 
Primeiro orientador: Signini, Roberta
Primeiro membro da banca: Signini, Roberta
Segundo membro da banca: Campos, José Daniel Ribeiro de
Terceiro membro da banca: Araújo, Olacir Alves
Quarto membro da banca: Sodré, Fernando Fabriz
Resumo: A gestão ambiental eficaz permeia pelo monitoramento, tratamento, controle e descarte adequado dos resíduos gerados nas etapas de produção industrial. Neste trabalho, o fenômeno físico-químico da adsorção foi utilizado como polimento final em soluções de corantes. O adsorvente empregado foi o aluminosilicato presente no material cerâmico isolante descartado como resíduo sólido pelas Companhias Elétricas de Furnas e Enel Distribuição S.A., com composição química baseada em silicatos hidratados de alumínio e ferro. Este material foi utilizado para o estudo de suas potencialidades de adsorção em soluções dos corantes azul de metileno e cristal violeta, geralmente presentes em efluentes de indústrias têxteis, e quando descartados em corpos d'água afetam os parâmetros físico-químicos no ambiente. A caracterização do adsorvente foi realizada por meio de análise espectroscópica de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), de análise da composição química por fluorescência de Raios X (FRX), de análise de difração de Raios X (DRX), de técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), de determinação de área superficial específica (BET), técnica de análise termogravimétrica (TGA), e do ponto de Carga Zero (pHPCZ) (1-11). Posteriormente, os estudos de adsorção realizados foram: o efeito do pH (4-12) no sistema; o efeito da granulometria (80-150 mesh); da massa (200 – 1500 mg); do tempo de equilíbrio (cinética química - 0 a 720 minutos); da afinidade entre o adsorvente e o adsorvato (isotermas - 0 a 600 minutos); das temperaturas de 298, 308 e 318 K. Os gráficos das isotermas de adsorção foram construídas conforme os modelos matemáticos de Langmüir, Freundlich, Temkin e Dubini-Radushevich. Os parâmetros termodinâmicos foram determinados nas temperaturas 298, 308, 318 K. O valor de pHpcz foi de 3,71 ± 0,03 para o aluminosilicato. As condições mais ajustadas à adsorção do corante azul de metileno e violeta cristal foram: pH 8,0 - massa de adsorvente em torno de 1100 mg na concentração do corante de 10 mg L-1 - granulometria fina (115 mesh ≤ D1 < 150 mesh) - tempo de equilíbrio de 480 a 720 minutos. Os dados experimentais do sistema ajustaram-se melhor ao modelo cinético de pseudosegunda ordem, e as isotermas de Langmüir e Freundlich nas temperaturas de 298 e 308 K; e Langmüir, Freundlich e Dubinin-Radushkevich na temperatura de 318 K, sugerindo a ocorrência de adsorção em superfície heterogênea de natureza favorável e predominantemente física. O estudo da temperatura indicou que o processo de adsorção não é espontâneo; e, os valores da energia de Gibbs (∆Gº) sugerem fisissorção. O melhor índice na remoção de corantes ocorreu em 298K, sugerindo que o adsorvente possui maior capacidade de remoção à temperatura ambiente, em média 51% de remoção. Os resultados obtidos neste trabalho sugerem que o material pode ser utilizado no tratamento e polimento final de soluções de corantes com baixas concentrações em efluentes, considerando sua grande disponibilidade, excelente estabilidade, boa eficiência, baixo custo, utilização em temperatura ambiente e aplicação planejada do sistema na gestão ambiental.
Abstract: Effective environmental management permeates the monitoring, treatment, control and proper disposal of waste generated in the stages of industrial production. In this work, the physicochemical phenomenon of adsorption was used as final polish in dye solutions.The adsorbent used was the aluminosilicate present in the insulating ceramic material discarded as solid residue by the Electrical Companies of Furnas and Enel Distribuição S.A., with chemical composition based on hydrated silicates of aluminum and iron. This material was used to study its adsorption potentialities in dyes solutions of methylene blue and cristal violet, usually present in effluents from textile industries, and when discarded in water bodies affect the physicochemical parameters in the environment. The absorbent`s characterization was performed by Infrared spectroscopy analysis with Fourier transform (FTIR), Chemical composition analysis by X-ray fluorescence (FRX), X-ray diffraction analysis (XRD), Scanning electron microscopy (SEM), Multimolecular adsorption theory (BET), thermogravimetric Analysis Technique (TGA), and Point of zero charge determination (pHPCZ) (1-11). In another step, pH`s effect on the system was studied (4-12); granulometry`s effect (80-150 mesh); the mass effect (200-1500mg); equilibrium time of chemical kinetics (0 to 720 minutes); the affinity between adsorbent and adsorbate (isothermics parameters - 0 to 600 minutes); thermodynamics parameters in different temperatures - 298, 308 and 318 K. The graphics of the adsorption isotherms were constructed according to the mathematical models of Langmüir, Freundlich, Temkin and Dubini-Radushevich. The thermodynamics parameters were determined to 298, 308, 318 K temperatures. The pHpcz`s value was 3.71 ± 0.03 for aluminosilicate. The most adjusted conditions for adsorption in dye solutions of methylene blue and cristal violet were: pH 8.0 - adsorbent`s mass: 1,1 g - dye solutions concentration of 10 mg L-1 - fine granulometry (115 mesh ≤ D1 < 150 mesh) - equilibrium time from 480 to 720 minutes. The experimental`s data adjusted better to the kinetic model of pseudo-second order, and the isothermics of Langmüir and Freundlich in the 298 and 308 K temperatures; and Langmüir, Freundlich and DubininRadushkevich in the 318 K temperature, suggesting the occurrence of adsorption on a heterogeneous surface of a favorable and predominantly physical nature. The temperature study indicated that the adsorption process is not spontaneous; and Gibbs energy values (∆Gº) suggest physissorption. The best index in dye removal occurred in 298K, suggesting that adsorbent has greater removal capacity at room temperature, on average 51% of removal. The results obtained in this work suggest that the material can be used in the treatment and final polishing of dyes solutions with low concentrations in effluents, considering its great availability, excellent stability, good efficiency, low cost, use at room temperature and planned application of the system in environmental management.
Palavras-chave: Gestão ambiental
Adsorção
Caracterização
Estudos de adsorção
Polimento final
Environmental management
Adsorption
Characterization
Adsorption studies
Final polishing
Resíduo industrial
Físico-químico
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
QUIMICA::FISICO-QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual de Goiás
Sigla da instituição: UEG
Departamento: UEG ::Coordenação de Mestrado Ciências Moleculares
Programa: Programa de Pós-Graduação Stricto sensu em Ciências Moleculares
Citação: MURGA, F. C. G. Potencialidades de adsorção de corantes básicos em material cerâmico isolante. 2020. 117 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Moleculares) - Câmpus Central - Sede: Anápolis - CET, Universidade Estadual de Goiás, Anápolis-GO.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.ueg.br/handle/tede/891
Data de defesa: 19-Fev-2020
Aparece nas coleções:Mestrado em Ciências Moleculares

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