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Título: Caracterização e estudo da viabilidade na aplicação de adsorventes como amostradores utilizados para coleta de naftaleno e formaldeído
Título(s) alternativo(s): Characterization and study of the feasibility for the application of adsorbents as samplers used for naphthalene and formaldehyde collection
Autor(es): Volpe, Jaqueline
Orientador(es): Felix, Erika Pereira
Palavras-chave: Adsorção
Argila
Gases - Absorção e adsorção
Análise espectral
Formaldeído
Química
Adsorption
Clay
Gases - Absortion and adsortion
Spectrum analysis
Formaldehyde
Chemistry
Data do documento: 1-Dez-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: VOLPE, Jaqueline. Caracterização e estudo da viabilidade na aplicação de adsorventes como amostradores utilizados para coleta de naftaleno e formaldeído. 2017. 70 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.
Resumo: O biochar, ou biocarvão, é um material com características adsorventes constituído de partículas finas e porosas, com alto teor de carbono, resistência relativamente alta à decomposição, e presença de grupos funcionais em sua estrutura periférica, produzido a partir da pirólise de biomassa vegetal. Assim como o biochar, as argilas apresentam partículas finas, ou seja, elevada área superficial, além de apresentarem elevada carga superficial, e alta capacidade de troca catiônica. Por isso, esses materiais têm sido investigados quanto a sua capacidade na remoção de alguns poluentes orgânicos. Em contrapartida ao desenvolvimento industrial, a preocupação com a emissão de gases poluentes se vê cada vez mais presente, e consequentemente tem-se uma necessidade crescente para o desenvolvimento de amostradores para gases, como por exemplo formaldeído e naftaleno. Neste trabalho foi testada a possível utilização destes materiais adsorventes (biochar, argila e biochar ativado) como amostradores de naftaleno e formaldeído, caracterizando-os via espectrometria infravermelho (FTIR) e microscopia de varredura eletrônica (MEV), e analisando o efeito da lavagem desses materiais e a sua adsorção via espectrofotometria na região ultravioleta-visível. O biochar foi produzido a partir da pirólise de farelo de mamona, e a sua utilização se vê como uma alternativa para a disposição deste resíduo sólido. A ativação do biochar foi realizada com solução de ácido nítrico aquecida em sistema de refluxo. A argila por sua vez é uma argila organofílica e hidrofóbica. Apesar dos materiais apresentarem adsorção dos compostos de interesse, não foi encontrado um método de análise que possibilite a utilização dos mesmos como amostradores. As lavagens dos materiais inviabilizaram a utilização dos mesmos para amostragem de naftaleno, já que apresentaram absorção de comprimento de onda próximo ou igual ao do composto de interesse. Foi avaliada a utilização do biochar como amostrador de formaldeído, porém não foi possível a realização da dessorção do analito, o que inviabilizaria a utilização do mesmo como amostrador. Já a utilização do biochar ativado, apesar de apresentar melhores resultados de adsorção e maior porosidade, não apresentou dessorção utilizando o solvente viável para a análise com ácido cromotrópico. Os espectros infravermelhos do biochar e da argila apresentaram a presença de alguns grupos orgânicos e as imagens de microscopia eletrônica de varredura permitiram observar um aumento dos poros quando comparado o biochar com o biochar ativado e algumas diferenças morfológicas entre os materiais analisados.
Abstract: Biochar, or biochar, is a material with adsorbent characteristics consisting of fine and porous particles, with high carbon content, relatively high resistance to decomposition, and presence of functional groups in its peripheral structure, producing from the pyrolysis of vegetal biomass. Like the biochar, the clays present fine particles, that is, high surface area, besides presenting high surface load, and high capacity of cation exchange. Therefore, these materials have been investigated for their ability to remove some organic pollutants. In contrast to industrial development, concern about the emission of gaseous pollutants is increasingly present, and consequently there is a growing need for the development of gas samplers, such as formaldehyde and naphthalene. In this work the possible use of these adsorbent materials (biochar, clay and activated biochar) as naphthalene and formaldehyde samplers, characterized them by infrared spectrometry (FTIR) and electron scanning microscopy (SEM), and analyzing the washing effect of these materials and their adsorption via spectrophotometry in the ultraviolet-visible region. Biochar was produced from castor bean pyrolysis, and its use is seen as an alternative to the disposal of this solid residue. The activation of the biochar was carried out with solution of nitric acid heated in reflux system. The clay in turn is an organophilic and hydrophobic clay. Despite the adsorption of the compounds of interest, no analytical method was found to allow them to be used as samplers. The washes of the materials made it impossible to use them for naphthalene sampling, since they exhibited absorption of wavelength close to or equal to that of the compound of interest. The use of the biochar as a formaldehyde sampler was evaluated, but it was not possible to perform the desorption of the analyte, which would make it unfeasible to use it as a sampler. However, the use of activated biochar, despite having better adsorption results and higher porosity, did not present desorption using the viable solvent for chromotropic acid analysis. Infrared biochar and clay spectra presented the presence of some organic groups and the scanning electron microscopy images allowed to observe an increase of the pores when compared the biochar with the activated biochar and some morphological differences between the analyzed materials.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10060
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