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Título: Adsorção do corante azul de metileno em nanotubos de titanato de hidrogênio
Título(s) alternativo(s): Adsorption of methylene blue dye into hydrogen titanate nanotubes
Autor(es): Maestrelli, Juliana Serro
Orientador(es): Bassetti, Fatima de Jesus
Palavras-chave: Adsorção
Nanotubos
Termodinâmica
Degradação ambiental
Impacto ambiental
Corantes
Poluentes
Adsorption
Nanotubes
Thermodynamics
Environmental degradation
Environmental impact statements
Colorings matter
Pollutants
Data do documento: 21-Ago-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: MAESTRELLI, Juliana Serro. Adsorção do corante azul de metileno em nanotubos de titanato de hidrogênio. 2017. 61 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Tecnologia em Processos Ambientais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.
Resumo: Os efluentes têxteis são apontados como um dos mais poluentes em termos de volume e composição. Nestes, os corantes se destacam por causarem impactos ambientais significativos, principalmente devido às suas estruturas de difícil degradação. Diversos processos vêm sendo estudados com a finalidade de encontrar um tratamento eficiente e viável na remoção de corantes dos efluentes têxteis, e a adsorção é um deles. Para tanto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a capacidade de remoção do corante azul de metileno de soluções aquosas através da técnica de adsorção empregando nanotubos de titanato de hidrogênio como adsorvente. Para a caracterização do material adsorvente determinou-se o ponto de carga zero (pHPCZ), o qual indicou que a superfície dos nanotubos de titanato de hidrogênio é aniônica quando presente na solução de corante. O ensaio cinético foi realizado com a massa de adsorvente equivalente a 5 mg e com a concentração de corante igual a 5 mg L-1. Os resultados obtidos foram ajustados aos modelos cinéticos de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem, em que o último modelo foi o que melhor descreveu o processo de adsorção. Ensaios isotérmicos em batelada foram realizados em triplicata variando a massa de adsorvente e em diferentes temperaturas (25, 35 e 45 ℃) com a concentração constante de 5 mg L-1 da solução de corante. As isotermas experimentais foram testadas nos modelos de Langmuir e de Freundlich, sendo que o modelo de Freundlich mostrou-se o mais adequado, indicando uma adsorção em múltiplas camadas. A partir dos resultados obtidos nas diferentes temperaturas, realizou-se o estudo termodinâmico, pelo qual determinou-se que a adsorção do corante azul de metileno em nanotubos de titanato de hidrogênio é uma reação endotérmica. Os valores para a energia de Gibbs obtidos se apresentaram negativos para as temperaturas estudadas, e valores positivos para a entropia foram observados, apontando que o processo de adsorção é espontâneo e que o adsorvente tem afinidade pelo adsorvato. Desta forma, a partir dos resultados pode-se sugerir que os nanotubos de titanato de hidrogênio podem ser considerados um material adsorvente promissor para a remoção do corante azul de metileno em solução aquosa.
Abstract: Textile effluents are considered one of the most polluting in terms of volume and composition. In these, the dyes stand out because they cause significant environmental impacts, mainly due to their structures of difficult degradation. Several processes have been studied for the purpose of finding an efficient and viable treatment to remove the dye of the textile effluents, and the adsorption is one of them. The aim of the present work was to evaluate the ability to remove the methylene blue dye from aqueous solutions by the adsorption technique using hydrogen titanate nanotubes as an adsorbent. For the characterization of the adsorbent material, the zero charge point (pHPCZ), indicating that the surface of the hydrogen titanate nanotubes is anionic when in the dye solution. The kinetic test was performed with the mass of adsorbent equivalent to 5 mg and with the concentration of dye equal to 5 mg L-1. The results obtained were adjusted to the pseudo-first kinetic models and pseudo-second order in which the last one was that best described the adsorption process. Batch isothermal tests were performed in triplicate by varying the adsorbent mass and at different temperatures (25, 35 and 45 °C) with the constant concentration of 5 mg L-1 of the dye solution. The experimental isotherms were tested in Langmuir models and Freundlich and Freundlich's was the most adequate, indicating a multiple layer adsorption. From the results obtained at the different temperatures, the thermodynamic study was developed, whereby the adsorption of the methylene blue dye in hydrogen titanate nanotubes was determined as an endothermic process. The values for the Gibbs energy obtained were negative for the temperatures studied, and positive values for the entropy, indicating that the adsorption process is spontaneous and that the adsorbent has good affinity with the adsorbate. Thus, from this work, it was possible to conclude that the hydrogen titanate nanotubes can be considered a promising adsorbent material for the color removal of the aqueous solution of methylene blue dye.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8817
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