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Título: Utilização da casca e semente de Moringa oleifera Lam como material adsorvente na remoção de azul de metileno
Título(s) alternativo(s): Husk and seed of Moringa oleifera Lam as adsorbent materials for the removal of methylene blue
Autor(es): Alves, Bruno Roberto Reis
Orientador(es): Coral, Lucila Adriani
Palavras-chave: Corantes
Resíduos industriais
Adsorção
Poluentes
Águas residuais - Purificação
Química
Colorings matter
Factory and trade waste
Adsorption
Pollutants
Sewage - Purification
Chemistry
Data do documento: 23-Jun-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: ALVES, Bruno Roberto Reis. Utilização da casca e semente de Moringa oleifera Lam como material adsorvente na remoção de azul de metileno. 2017. 82 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.
Resumo: Tendo em vista a toxicidade e o efeito adverso causado por corantes contidos principalmente em efluentes têxteis, intensificado pelas suas características físicoquímicas e as interações que ocorrem com o meio ambiente decorrentes do uso impróprio e aplicação excessiva, faz-se necessário estudos sobre processos que permitam a remoção desses contaminantes da água, proporcionando o acesso à água segura. A adsorção é considerada um processo eficiente na remoção de corantes de efluentes, e o uso de materiais alternativos como adsorventes mostra-se bastante promissor como alternativas ao tratamento. Neste contexto, o estudo, a 25 ºC, baseou-se no uso da casca e semente de Moringa oleifera Lam para a remoção do corante azul de metileno (25 mg L-1 ), onde se avaliou os adsorventes in natura e após tratamentos de ativação e carbonização. Buscou-se a avaliação cinética do melhor material avaliado, considerando os modelos de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem, difusão intrapartícula, Elovich e Avrami, a 25 ºC, bem como o estudo adsortivo a partir das isotermas de Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson, DubininRadushkevich e Temkin a 25 ºC e 35 ºC. Por fim, determinou-se parâmetros termodinâmicos a partir de estudo isotérmico nas temperaturas de 20 ºC, 25 ºC, 35 ºC e 45 ºC. Identificou-se na casca características fundamentais para sua utilização, como uma extensa área superficial e distribuição de poros e presença de ligantes com papel fundamental nas interações adsorvente-adsorvato, como grupamentos carboxílicos e lactônicos. Os dados cinéticos foram utilizados para a determinação do tempo de equilíbrio e a observação de possíveis mecanismos adsortivos e se constatou o melhor ajuste ao modelo de Avrami, indicando um processo de adsorção em multietapas. A isoterma de Langmuir representou melhor os dados nas temperaturas avaliadas em relação à equação de Freundlich e os modelos de Temkin e Dubinin-Radushkevich demonstraram a possibilidade de predominância de interações químicas como mecanismo de adsorção. O processo adsortivo pela casca apresentou-se como exotérmico (ΔH0 negativo) e espontâneo (ΔG0 negativo), onde também se obteve a melhor eficiência de remoção do corante, em detrimento ao baixo rendimento de tratamento obtido nas mesmas condições para os outros adsorventes avaliados (semente in natura, carvão de semente, semente ativada por ácido e casca ativada por ácido), evidenciando que é um material promissor para a remoção de corantes têxteis e poluentes orgânicos no tratamento de águas.
Abstract: In view of the toxicity and adverse effects caused by dyes mainly contained in textiles effluents, intensified by its physico-chemical characteristics and the interactions occurring with the environment arising from improper use and excessive application, it is necessary to study on processes of removal of water contaminants, allowing access to safe water. Adsorption is considered an efficient process in removing dyes of effluents, and the use of alternative materials as adsorbers shows promising results as good alternatives to treatment. In this context, the study, at 25 oC, was based on the use of the husk and seed of Moringa oleifera Lam for the removal of methylene blue (25 mg L-1 ), where it evaluated the in-natura adsorbents and after activation and carbonization treatments. The kinetic of the best evaluated material was determined via pseudo first and pseudo second, intraparticle diffusion, Elovich and Avrami methods, as well as the adsorption study from Langmuir, Freundlich, RedlichPeterson, Dubinin-Radushkevich and Temkin isotherms at 25 ºC and 35 ºC. Finally, thermodynamic parameters were determined from isothermal studies at 20 oC, 25 oC, 35 oC and 45 oC. It has been identified in the husk fundamental characteristics for its use as adsorbents, such as an extensive surface area, great pore distribution and presence of ligands with key role in the adsorbing interactions with adsorbate, such as carboxylic and lactonic groups. The kinetic data were used for determining the equilibrium time and the observation of possible adsorptives mechanisms and it was found that the best adjustment was the Avrami model, indicating a multistage adsorption process. The Langmuir isotherm was the model that best represented the data in comparison with Freundlich equation and the models of Temkin and DubininRadushkevich demonstrated the possibility of predominance of chemical interactions as role adsorption mechanism. The adsorption of methylene blue by Moringa husk showed features of an exothermic (ΔH0 negative) and spontaneous (ΔG0 negative) process, where it also obtained the best efficiency of removal of the dye, due to the low yield of treatment obtained under the same conditions for the other evaluated adsorbents (seed in Natura, seed activated carbon, acid-activated seed and acidactivated husk), showing that it is a promising material for the removal of textiles dyes and organic pollutants in the water treatment.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9998
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