EQA - Programa de Pós-Graduação em Química Tecnológica e Ambiental
URI permanente desta comunidadehttps://rihomolog.furg.br/handle/1/3595
Navegar
11 resultados
Resultados da Pesquisa
- ItemRemoção de contaminante orgânico em água por adsorção com carvão de casca de pitaia polpa rosa (Hylocereus polyrhizus)(2024) Silva, Laísa Teixeira da; Benincá, CristinaA adsorção é uma técnica recorrentemente empregada no tratamento de águas residuais com o intuito de remover contaminantes emergentes do meio. Nos últimos anos, diversos estudos vêm sendo realizados e publicados sobre a utilização de resíduos agroindustriais como precursores na produção de biossorventes. Neste sentido, o presente trabalho realizou um estudo aplicado de remoção de diclofenaco sódico em meio aquoso utilizando casca de pitaia polpa rosa como biossorvente. O adsorvente foi produzido por carbonização a 500 °C e posterior tratamento químico com ácido fosfórico. Os adsorventes apenas carbonizado e ativado quimicamente foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV/ EDS), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), adsorção de nitrogênio e ponto de carga zero (PCZ), para auxiliar na proposição do mecanismo de adsorção do diclofenaco sódico nos adsorventes testados (carvão não ativado, e carvão ativado). A cinética de adsorção de diclofenaco sódico com carvão não ativado de casca de pitaia (CP) e carvão ativado de casca de pitaia (CA) foi descrita com um modelo de primeira ordem, semi-empírico com parâmetros ajustados aos resultados cinéticos experimentais. Dados de adsorção de diclofenaco sódico no equilíbrio foram obtidos a 25 °C e modelados com as isotermas de Langmuir e Freundlich. Os parâmetros do modelo cinético e de equilíbrio foram ajustados com os métodos Simplex e de Levemberg- Marquardt, respectivamente. A capacidade de remoção do diclofenaco sódico utilizando o CP foi de 4,501,98 mg g-1 e para o CA removeu até 56,6117,00 mg g-1. O carvão da casca de pitaia ativado apresentou bom desempenho na adsorção do diclofenaco sódico, portanto, pode ter aplicação tecnológica.
- ItemEstudos de adsorção de azocarboxilatos em biochar e filme de quitosana(2024) Araújo, Ísis Andressa Ribeiro de; Peixoto, Carlos Roberto de Menezes; Cadaval Junior, Tito Roberto Sant'AnnaO processo de separação de substâncias pode ocorrer de várias maneiras, de acordo com as características de cada composto a ser separado. O Biochar, por exemplo, é um material feito a partir de biomassa, usado na separação por adsorção. Nesta técnica, o adsorbato fica retido na superfície do adsorvente por processos químicos ou físicos. Outra opção de separação de substâncias é a interação química com outros compostos ou materiais, como a quitosana, um derivado polimérico da quitina, que pode ser obtida através do processamento de resíduos de crustáceos, e que tem inúmeras aplicações. Nesta pesquisa, foram testados três tipos de Biochars, feitos de caroço de pêssego, casca de arroz e soja, além de filme de quitosana. Tanto os três tipos de Biochars quanto o filme de quitosana passaram por adição de um azocomposto, seguidos de testes de caracterização de substâncias, com UV-vis, IR, DSC, TGA e MEV, verificando que o Biochar de caroço de pêssego e o filme de quitosana tiveram os resultados mais satisfatórios com relação à adição de azocomposto em sua superfície.
- ItemAdsorção de flúor em efluentes da indústria de fertilizantes utilizando hidrogel à base de quitosana com nanotubo de carbono(2019) Affonso, Lutiane das Neves; Cadaval Junior, Tito Roberto Sant'AnnaNeste estudo foi avaliada a aplicação de hidrogel à base de quitosana com nanotubo de carbono para a adsorção de íons flúor em um efluente industrial proveniente da produção de fertilizantes. Primeiramente a quitosana foi obtida de resíduos de camarão e caracterizada. Após o hidrogel de quitosana, com nanotubos de carbono, foi sintetizado e caracterizado em termos de força de gel, grau de intumescimento e submetido aos experimentos de adsorção dos íons flúor. A máxima capacidade de adsorção para o hidrogel à base de quitosana com nanotubos de carbono foi 989,01 mg g-1. Os parâmetros termodinâmicos indicaram que a adsorção foi um fenômeno espontâneo, favorável, endotérmico e controlado pela variação de entropia. O modelo que melhor representou os dados cinéticos foi o de Avrami e a isoterma de Freundlich foi a mais adequada para representar os experimentos de equilíbrio. As interações entre o hidrogel à base de quitosana com nanotubo de carbono e os íons do efluente foram investigadas utilizando as técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), microscopia de força atômica (AFM), difração de raios X (DRX), calorimetria diferencial de varredura (DSC) e termogravimétrica (TGA). Nas análises de EDS se confirmaram a presença dos íons de flúor adsorvidos. As imagens de MEV mostraram a superfície do hidrogel e determinaram sua estrutura morfológica, assim como a microscopia de força atômica confirmou as modificações na superfície do material. As análises térmicas de TGA e DSC identificaram alterações nos termogramas após a adsorção, quando comparadas ao material antes da adsorção. Nos difratogramas foi possível observar que houveram alterações na cristalinidade do biopolímero após a adsorção dos íons, quando comparados ao hidrogel antes da operação.
- ItemEstudo cinético e termodinâmico da adsorção de pigmentos e produtos de oxidação no branqueamento de óleos de resíduos de bagre (Netuma barba)(2018) Igansi, Andrei Vallerão; Cadaval Junior, Tito Roberto Sant'Anna; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaNeste trabalho, foi avaliada a adsorção de carotenóides e peróxidos no branqueamento de óleo de bagre mediante estudo de equilíbrio, cinético e termodinâmico de adsorção. Foram investigadas diferentes temperaturas (60, 70 e 80C), utilizando 1% (m/m) de adsorvente composto por 95% terra ativada e 5% de carvão ativado m/m. O óleo de bagre foi extraído por meio do processo termomecânico de produção de farinha de pescado e, pré-refinado seguindo as etapas de degomagem e neutralização para posterior estudo da operação de branqueamento. Os adsorventes foram caracterizados em relação ao diâmetro médio das partículas, área superficial específica, esfericidade e massa específica. O estudo cinético revelou que a adsorção de carotenóides e peróxidos atingiram o equilíbrio nos tempos de 20 e 30 min, respectivamente. Os modelos de pseudoprimeira e pseudossegunda ordem foram os mais adequados para descrever o comportamento cinético da adsorção de carotenóides e peróxidos, respectivamente. A elevação da temperatura aumentou aproximadamente 42% e 36% da capacidade máxima adsorção de carotenóides e peróxidos. O modelo de Langmuir foi adequado para representar os dados de equilíbrio para ambos os compostos. O branqueamento de óleo de bagre foi considerado uma operação endotérmica, favorável e espontâneo. Os valores de AHº indicaram que a adsorção ocorre por fisiossorção, (< 40 kJ mol-1). O calor isostérico da adsorção indicou que a superfície do adsorvente é energeticamente heterogênea.
- ItemEstudo de adsorção de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos em biochar de lodo de estação de tratamento de esgoto(2023) Kleemann, Natiele; Primel, Ednei Gilberto; Barbosa, Sergiane CaldasOs Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs) são compostos de elevada toxicidade, que podem estar presentes na água, no solo e nos alimentos. Com o intuito de remover esses compostos da água e impedir a transferência destes para o solo e plantas, foi avaliado o potencial adsorvente de um biochar produzido a partir do lodo de uma estação de tratamento de esgoto (LETE), produzido de forma experimental pela equipe de pesquisa de novos insumos agrícolas da EMBRAPA Clima Temperado (Pelotas, RS). Este material foi proposto para este estudo com o intuito de possibilitar uma finalidade mais nobre ao lodo, o qual é descartado como um resíduo do tratamento de esgoto. A carbonização do LETE garante a eliminação de vírus e patógenos, reduzindo a possibilidade de contaminação de recursos hídricos e solos, e, através das características físico-químicas e morfológicas, produz um potencial adsorvente para contaminantes orgânicos. O biochar foi caracterizado quanto às propriedades físico-químicas, composição elementar, área superficial específica, tamanho e volume de poros, cristalinidade, grupos funcionais e morfologia superficial. As propriedades específicas do biochar incluem, estrutura mesoporosa, grupos funcionais de superfície enriquecidos e componentes minerais. Foram avaliadas a capacidade de adsorção e a porcentagem de remoção dos 16 HPAs prioritários de acordo com a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos. Na dosagem adequada de adsorvente, a remoção de todos os HPAs chegou a 99,89%, sendo a maior capacidade de 17 adsorção verificada para fluoranteno, pireno e fenantreno, respectivamente. Um estudo cinético foi realizado e o modelo mais adequado para representar os resultados foi o de Elovich. O equilíbrio de adsorção foi atingido em torno de 20 minutos, com capacidade de adsorção estimada em torno de 1100 μg g-1 e o melhor ajuste dos dados experimentais foi obtido pelo modelo de Langmuir. Com isso, o estudo demonstrou que o biochar de LETE é capaz de remover os HPAs presentes na água e assim impedir a transferência destes para as plantas, quando aplicado em solo agrícola, sendo uma alternativa ambientalmente correta para a destinação do lodo de esgoto.
- ItemObtenção de um adsorvente e de novos coagulantes de fontes renováveis para tratamento de águas superficiais(2020) Frantz, Tuanny Santos; Pinto, Luiz Antonio de Almeida; Junior, Tito Roberto Sant'Anna CadavalO presente trabalho utilizou biomateriais extraídos a partir de cabeças e cascas de camarão no tratamento de águas superficiais. Os biomateriais foram aplicados em dois tipos de águas: água superficial residual de mina e água superficial natural. Foram utilizados sistemas modelos para os dois tipos de águas. O tratamento da água superficial residual de mina foi realizado por adsorção, e como adsorvente foram utilizados filmes de quitosana produzidos pela técnica casting. O modelo de Freundlich apresentou o melhor ajuste para representar as isotermas de adsorção de equilíbrio do sistema modelo (água contendo íons cobre), e a adsorção foi espontânea e exotérmica. O modelo de pseudosegunda ordem ajustou melhor os dados cinéticos da adsorção. O filme de quitosana manteve 80% da capacidade de adsorção no tratamento da água superficial residual de mina contendo íons cobre (II) em relação ao sistema modelo. A água superficial natural e o respectivo sistema modelo (suspensão de caulim) foram tratadas por coagulação com coagulantes comerciais, a fim de se obter as melhores condições de tratamento. Foram desenvolvidos quatro biocoagulantes à base de cabeças e cascas de camarão (CCC: cabeças e cascas de camarão, CCCDM: cabeças e cascas de camarão desmineralizado, CCCDP: cabeças e cascas de camarão desmineralizado/desproteinizado e QT: quitina) os quais foram caracterizados e aplicados no tratamento de águas superficiais naturais a fim de reduzir a turbidez e a matéria orgânica. Os efeitos da dosagem e pH inicial foram avaliados juntamente com medidas de potencial zeta. O biocoagulante CCCDM reduziu em até 95% a turbidez e 80% a matéria orgânica, obtendo resultados comparáveis ao sulfato de alumínio. O elevado desempenho do CCCDM em relação aos demais biocoagulantes desenvolvidos foi atribuído ao maior percentual de proteínas presentes.
- ItemProdução de carvão ativado a partir do bagaço da casca de acácia-negra (Acacia mearnsii De Wild.) por ativação química com ZnCl2 e sua aplicação na adsorção de fenol(2019) Lütke, Sabrina Frantz; Cadaval Junior, Tito Roberto Sant’AnnaNeste trabalho, foi produzido carvão ativado a partir do bagaço da casca de acácia-negra por ativação química utilizando cloreto de zinco. O carvão ativado foi produzido sob diferentes condições de carbonização e ativação, caracterizado e aplicado na adsorção de fenol em meio aquoso. Os resultados mostraram que a capacidade de adsorção de fenol aumentou com o aumento da temperatura de carbonização e com o aumento do percentual de agente ativante, e diminuiu com o aumento do tempo de carbonização. A caracterização mostrou as alterações no bagaço da casca de acácia-negra após o processo de carbonização. A cinética de adsorção seguiu o modelo de pseudossegunda ordem. O modelo de Weber e Morris mostrou que a adsorção ocorreu por transferência de massa externa e difusão intrapartícula, e que o aumento na taxa de agitação conduziu a um aumento na transferência de massa externa. O estudo de equilíbrio mostrou que o aumento da temperatura levou ao aumento da capacidade de adsorção de fenol, e o maior valor foi em torno de 98,57 mg g-1, obtido na temperatura de 55 ºC. O modelo de isoterma de Freundlich foi o mais adequado para representar os dados experimentais de equilíbrio. O estudo termodinâmico indicou que a adsorção de fenol no carvão ativado obtido foi espontânea, favorável, endotérmica e controlada entropicamente.
- ItemRemoção de íons Al(III) e Fe(III) de sistema modelo, binário e efluente industrial, por adsorcao em filmes de quitosana(2017) Marques Junior, Jorge Luiz; Cadaval Junior, Tito Roberto Sant’AnnaNeste estudo foi avaliada a aplicação de filmes de quitosana para a adsorção de íons Al(III) e Fe(III) em sistemas modelo de soluções aquosas e em um efluente industrial proveniente da produção de sulfato de alumínio. A quitosana foi sintetizada, a partir de resíduos de camarão e os filmes foram produzidos através da técnica Casting e caracterizados. As interações entre os filmes de quitosana e os íons nos diferentes sistemas foram investigadas utilizando as técnicas:termogravimétrica,calorimetria diferencial,infravermelho com transformada de Fourier,microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia eletrônica de varredura e difração de Raios X. A capacidade de adsorção dos íons, assim como a remoção percentual foram estudados em seis delineamentos experimentais fatoriais 32, sendo a concentração de filme e o pH os fatores de estudo. Em todos os casos o pH 4,5 foi o mais adequado e a concentração de filme apresentou maior capacidade de remoção a 100 mg.L-1. As análises das interações adsorvente/adsorbato demonstraram através de espectros de FT-IR, que os íons interagiram com os sítios ativos da quitosana. Nas análises de EDS se confirmaram a presença dos íons adsorvidos ao filme após a operação. As imagens de MEV mostraram que a presença dos íons na superfície dos filmes determinaram estruturas morfológicas distintas. As análises térmicas (TGA e DSC) identificaram alterações nos termogramas após a adsorção, quando comparadas aos filmes puros. Nos difratogramas foi possível observar que houveram alterações na cristalinidade do filme após a adsorção dos íons, quando comparados ao filme puro o filme puro. As maiores capacidades de adsorção para os sistemas modelo, binário e efluente real do íons Fe(III) e Al(III), foram:140,2 mg g-1, 132,3mg g-1e 66,3 mg g-1, e 665,5 mg g-1, 621,2 mg g-1 e 275,7 mg g-1. Assim se pode concluir que o filme de quitosana é um bom adsorvente para a remoção dos íons Fe(III) e Al(III) de efluente industrial.
- ItemAdsorção de cromo (VI) utilizando quitosana com diferentes graus de desacetilação(2012) Cadaval Junior, Tito Roberto Sant'Anna; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaNeste trabalho, foi utilizada a quitosana com três diferentes graus de desacetilação para a adsorção de cromo VI de soluções aquosas. A quitosana foi obtida de resíduos de camarão e caracterizada. O estudo foi realizado mediante delineamento experimental, isotermas de equilíbrio, análise termodinâmica, cinética e mecanismos de adsorção. A quitosana apresentou grau de desacetilação de 75, 85 e 95%. O aumento no grau de desacetilação disponibilizou mais amino grupos, além de causar modificações na cristalinidade e um aumento na rugosidade da superfície do biopolímero. A condição mais adequada para adsorção de cromo VI foi obtida utilizando se quitosana com grau de desacetilação de 95% em pH 3, alcançando percentuais de remoção de até 33%. O modelo de Sips foi mais adequado para representar as isotermas de equilíbrio (R2>0,99 e EMR<2,5%), sendo que a capacidade máxima de adsorção foi de 97% mg/g, obtida a 298 K. Valores negativos de entalpia (-6,57 kJ/mol), entropia (-5,77x10-3 kJ/mol K) e energia livre de Gibbs (-4,87 a -4,68 kJ/mol) mostraram que o processo de adsorção foi exotérmico, espontâneo e favorável. O modelo de pseudo-segunda ordem foi o mais adequado para representar a cinética de adsorção (R2>0,99 e EMR<2,0%), sendo que 80% da saturação foi alcançada em cerca de 50 min. Os valores do número de Biot (0,87 a 3,55) mostraram que a adsorção ocorreu simultaneamente por transferência de massa externa e difusão intraparticular, sendo que um aumento na taxa de agitação causou uma diminuição na resistência à transferência de massa externa. Foi verificada a preferência do metal pela região da amina protonada em meio ácido, presente na estrutura da quitosana.
- ItemMicotoxinas em Insumo e Produto Cervejeiro: Desenvolvimento de Método Analítico e Aplicação de Adsorventes Alternativos(2019) Arraché, Elisa Rosa Seus; Buffon, Jaqueline GardaAs micotoxinas se destacam por sua alta toxicidade e frequente ocorrência em cereais como a cevada, a qual é a principal matéria-prima empregada na produção de cerveja. A zearalenona (ZEN), a ocratoxina A (OTA)e os tricotecenos toxina T-2, nivalenol (NIV), deoxinivalenol (DON) e seus derivados acetilados, 3-acetil-deoxinivalenol (3-ADON) e 15-acetil-deoxinivalenol (15-ADON),estão sendo apontados como os principais contaminantes desta matriz. Este dado ressalta a importância de estratégias que visem reduzir os níveis de micotoxina sem produtos alimentícios, garantindo o consumo de um alimento seguro como a cerveja, bebida que se destaca pelo alto consumo no país e no mundo.Assim, o objetivo geral foi avaliar o emprego da casca de arroz, um subproduto da indústria arrozeira, como um biossorvente de micotoxinas aplicado na redução dos níveis destes contaminantes da cerveja e, como suporte sólido, na técnica de preparo de amostra MSPD (do inglês, Matrix Solid Phase Dispersion)para a extração de micotoxinas em cevada malteada. Uma triagem de tricotecenos, ZEN e OTA foi realizada em 85 amostras das principais marcas de cerveja tipo lager consumidas no Rio Grande do Sul através de um método QuEChERS adaptado e validado por HPLC-UV/FL. O estudo de ocorrência de micotoxinas apresentou as seguintes porcentagens destes metabólitos: 19% de NIV, 46% de DON, 15% de ADONs, 4,7% de toxina-T2, 16% de ZEN e 13% OTA. A ingestão diária tolerável (IDT) foi estimada para NIV (0,05 μg / kg de peso corporal / dia), DON (0,08μg / kg de peso corporal / dia), ADONs (0,1μg / kg de peso corporal / dia) e ZEN (0,06 μg / kg de peso corporal / dia) e todas elas apresentaram valores inferiores à ID tolerável máxima provisória de 1 μg / kg de peso corporal / dia para DON, indicando que não há exposição a estas micotoxinas quanto ao consumo de cerveja. A redução dos níveis de micotoxinas na cerveja empregando a casca de arroz como adsorvente foi realizada pela adição de 0,5 g de casca de arroz tratada a 10 mL de cerveja mantido a 100 rpm durante 10h,com amostragens para a quantificação da micotoxina residual. Através do estudo da cinética, as quantidades de DON, ZEN e OTA adsorvidas no equilíbrio (qe) pela casca de arroz tratada foram de 0,8800μg g-1, 0,7083 μg g-1e 0,0855 μg g-1, respectivamente, em um tempo de contato de 7 h. O fenômeno de adsorção para todas as micotoxinas foi melhor representado pelo modelo de pseudo-segunda ordem.A técnica de extração MSPD utilizando a casca de arroz como suporte sólido também foi padronizada e validada por HPLC-UV/FL para a determinação dos tricotecenos, ZEN e OTA em dez amostras de cevada malteada e as micotoxinas foram detectadas em sete amostras, variando de 9,4 a 120,6 μg kg-1. A co-ocorrência também foi observada em quatro amostras e três amostras apresentaram-se isentas de contaminação por tricotecenos, ZEN e OTA.Com este estudo ficou demonstrada a promissora capacidade adsortiva e abrasivada casca de arroz, podendo esta ser aplicada em processos industriais e também como suporte sólido em métodos de preparo de amostra, visando a descontaminação e extração das micotoxinas em cerveja e cevada.