02 - Mestrado - Química
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Navegando 02 - Mestrado - Química por Autor "Alfaya, Antonio Alberto da Silva [Orientador]"
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Item Avaliação da erva-mate como biossorventeOliveira, Nayara Melquiades de; Alfaya, Antonio Alberto da Silva [Orientador]; Zaia, Dimas Augusto Morozin; Carvalho, Gizilene Maria de; Fujiwara, Sérgio Toshio; Zaia, Dimas Augusto Morozin [Coorientador]Resumo: Em processos de tingimento, cerca de 2% dos corantes utilizados são descartados como efluentes devido à fixação incompleta dos corantes às fibras dos tecidos Alguns destes corantes apresentam características carcinogênicas e teratogênicas e alta toxidez, sendo prejudiciais à saúde humana e afetando os sistemas aquáticos O processo de adsorção é um método eficaz no tratamento desse tipo de poluente, mas faz-se necessária a busca por adsorventes de baixo custo Biossorventes produzidos a partir de resíduos agrícolas mostram-se interessantes, pois são obtidos em grande escala e praticamente sem custo e são biodegradáveis O presente trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência de biossorventes produzidos a partir de resíduos de erva-mate natural (BN) e torrada (BT) na remoção de azul de metileno em soluções aquosas As biomassas passaram por modificação química (BNZ e BTZ) com adição de oxicloreto de zircônio (ZrOCl2) para comparação da eficiência de adsorção Foram avaliadas as influências do tempo de contato, pH da solução, concentração inicial e temperatura, pelo método de adsorção em batelada e a variação da velocidade de fluxo pelo método de adsorção em leito fixo Para melhor compreensão do processo de adsorção, os dados experimentais foram estudados pelos modelos matemáticos não-lineares de Langmuir, Freundlich e o modelo híbrido de Langmuir-Freundlich (batelada) e os modelos de Thomas e Yoon & Nelson (leito fixo), além da avaliação da cinética e termodinâmica de adsorção Para o método de batelada, o processo seguiu o modelo de cinética de pseudo-segunda ordem e o modelo de adsorção de Langmuir-Freundlich A maior capacidade adsortiva foi de 78,51mg g-1 para o material modificado BTZ Os dados de adsorção em leito fixo seguiram os modelos de Thomas e Yoon & Nelson, e a maior capacidade adsortiva foi de 47,42mg g-1, obtida para a biomassa BT a 3,5mL min-1 segundo o modelo de Thomas A avaliação termodinâmica indicou que o processo de adsorção de azul de metileno pelas biomassas de erva-mate é independente da temperaturaItem Avaliação do potencial das cascas de maracujá amarelo e de mexerica como biossorventes de metais pesadosCaretta, Talita de Oliveira; Alfaya, Antonio Alberto da Silva [Orientador]; Fujiwara, Sérgio Toshio; Zaia, Dimas Augusto Morozin; Alfaya, Rení Ventura da Silva [Coorientador]Resumo: Este trabalho mostra uma metodologia para a preparação das farinhas da casca do maracujá amarelo azedo, Passiflora edulis Sims f flavicarpa e da mexerica, Citrus nobilis e a avaliação das propriedades de adsorção, destes materiais como biossorventes de íons de metais pesados (Cu, Cd e Pb) em solução aquosa A farinha foi produzida a partir das cascas das frutas de forma altamente reprodutiva e de maneira a preservar as boas propriedades de adsorção destes materiais A fração de farinha utilizada neste trabalho foi separada por peneiras de forma a conter apenas partículas de tamanho entre ,15 e ,25 mm Estudos de adsorção dos íons Cu2+, Cd2+ e Pb2+ em solução aquosa foram realizados com a técnica da batelada com intuito de conhecer: a capacidade máxima de adsorção dos biossorventes, a influência do tempo de contato, a influência da variação do pH da solução aquosa e a influência da variação da concentração dos íons em solução aquosa no processo de adsorção Experimentos foram realizados para verificar também o comportamento da adsorção dos íons metálicos pelos materiais em diferentes temperaturas Foram obtidos os valores de capacidade máxima de adsorção para farinha da casca do maracujá e da mexerica iguais a 97,37 e 131,12 mg Cu g-1, 24,92 e 322,58 mg Cd g-1 e 286,53 e 398,41mg Pb g-1, respectivamente O processo atinge o equilíbrio rapidamente (2 min) e o pH ótimo para o processo de adsorção é igual a 5, Os dados experimentais foram tratados pelo modelo matemático de adsorção de LangmuirItem Casca de banana : um sorvente verde e econômico para a remoção de corantes catiônicos em solução aquosaRocha, Jaqueline Fernandes; Alfaya, Antonio Alberto da Silva [Orientador]; Magosso, Hérica Aparecida; Santana, Henrique deResumo: Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia simples e fácil de preparação da farinha da casca de banana natural (FBN) A farinha da casca da banana natural, em testes preliminares não apresentou altas capacidades de adsorção para corantes em solução aquosa, portanto foi lavada com solução de HCl ,5 mL L-1 para remover parte dos íons metálicos presentes na biomassa visando a liberação dos sítios de adsorção presentes na casca Portanto a farinha da casca de banana lavada (FBL) foi estudada neste trabalho A FBL foi caracterizada por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e por microscopia eletrônica de varredura (MEV) Estudos de adsorção com os corantes têxteis básicos: amarelo ouro GL, azul Royal GRL e o azul de metileno foram realizados com a farinha da casca da banana em sistema de batelada para se determinar a influência do tempo de contato, da variação do pH da solução e da variação da concentração da espécie catiônica em solução aquosa Os dados experimentais obtidos pelo processo de adsorção em batelada mostram que o equilíbrio pode ser alcançado rapidamente (2 h) e que o pH ótimo para o processo está na faixa de 4 a 9 A capacidade de adsorção máxima para os corantes amarelo ouro GL, azul de metileno e azul Royal GRL foram 23 % para o primeiro e 24 % para os dois últimos Os dados experimentais de adsorção foram tratados conforme os modelos matemáticos de Langmuir, Freundlich e Temkin e os modelos cinéticos de pseudoprimeira ordem, pseudossegunda ordem e intrapartícula O estudo dos parâmetros termodinâmicos mostra que o processo é endotérmico e espontâneo Estudos de adsorção em sistema contínuo em leito fixo foram também realizados utilizando-se diferentes velocidades de fluxo Os dados experimentais obtidos em condições contínuas de adsorção foram tratados conforme os modelos matemáticos de Thomas e Yoon-Nelson Estudos de recuperação do leito de adsorção foram realizados e mostraram que a FBL pode ser reutilizada por 1 ciclos para adsorção do corante azul royal GRL e 12 ciclos para os corantes azul de metileno e amarelo ouro GL, mostrando que o biossorvente FBL apresenta um grande potencial tecnológico para o tratamento de efluentes têxteis industriaisItem Fibra natural de algodão modificada com ácido cítrico : um biossorvente para metais pesadosCunha, Adriana Jesus da; Alfaya, Antonio Alberto da Silva [Orientador]; Bertran, Celso Aparecido; Zaia, Dimas Augusto Morozin; Alfaya, Rení Ventura da Silva [Coorientador]Resumo: Neste trabalho foi preparado um novo biossorvente a partir da modificação superficial de fibras naturais de algodão com ácido cítrico As características da superfície do novo material foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por espectroscopia na região do infravermelho Em seguida avaliou-se o potencial da fibra natural de algodão modificada superficialmente com ácido cítrico (FNAMAC), como biossorvente para a remoção de íons Cu2+, Zn2+, Cd2+ e Pb2+ de soluções aquosas diluídas Estudos de adsorção foram realizados avaliando-se a influência do pH da solução, do tempo de contato e da concentração do íon metálico sobre o processo de adsorção, pela técnica da batelada e em fluxo (coluna) Os dados experimentais foram tratados segundo os modelos de adsorção de Langmuir e de Freundlich A ordem de adsorção dos íons em solução pelo adsorvente foi de Pb>Cd>Cu>Zn e seus valores foram de 21,62, 8,22, 6,11 e 4,56 (mg g-1), respectivamente O pH ótimo do processo de adsorção foi determinado como sendo igual a 5, e o PCZ (ponto de carga zero) do adsorvente igual a 3,2 Os estudos da cinética de biossorção demonstraram que o processo é rápido (15 min) e o modelo cinético que melhor se ajusta aos dados experimentais é o de pseudossegunda ordem Estudo em coluna de leito fixo apresentou uma curva de ruptura típica em “S” e os dados experimentais foram aplicados aos modelos matemáticos de Thomas e o de Yoon-NelsonItem Modificação química da fibra natural de algodão com ZrO2 e propriedadesMuxel, Alfredo Alberto; Alfaya, Antonio Alberto da Silva [Orientador]; Barreto, Wagner José; Gushikem, YoshitakaResumo: Este trabalho descreve um método de modificação química das fibras naturais de algodão com ZrO2 e em seguida estuda algumas propriedades deste compósito As fibras de algodão foram submetidas a um tratamento térmico com solução de hidróxido de sódio para a remoção da lignina e das gorduras naturais Em seguida, as fibras tratadas foram dispersas em uma solução aquosa de oxicloreto de zircônio e por fim tratadas com gás amônia para a obtenção do compósito fibra natural de algodão/ZrO2 Este material foi disperso em uma solução de ácido fosfórico para a obtenção do compósito fibra natural de algodão/ZrO2/Fosfato, um novo material contendo fosfato imobilizado em sua superfície Para que a máxima adsorção de grupos fosfato na superfície do compósito fibra natural de algodão/ZrO2 fosse obtida estudos de isotermas de adsorção foram realizados O teor de ZrO2 incorporado no compósito fibra natural de algodão/ZrO2 foi de 7,48% e o teor de fosfato adsorvido no compósito fibra natural de algodão/ZrO2/Fosfato foi de ,78 x 1-3 mol g-1 Os compósitos fibra natural de algodão/ZrO2 e fibra natural de algodão/ZrO2/Fosfato foram caracterizados pelas técnicas de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X, difração de raios-X, termogravimetria, espectroscopia na região do infravermelho e ressonância magnética nuclear de 31P de sólido Pelas análises realizadas identificou-se que a espécie fosfato adsorvida na superfície do compósito fibra natural de algodão/ZrO2/Fosfato foi o HPO42- O mapeamento por EDS e as imagens de microscopia eletrônica de varredura mostraram que os átomos de zircônio e fósforo estão dispersos de forma homogênea na superfície da fibra Estudos de adsorção de íons Cr(VI) em solução aquosa pelo compósito fibra natural de algodão/ZrO2 e da adsorção de amônia gasosa pelo compósito fibra natural de algodão/ZrO2/Fosfato foram realizados com o intuito de verificar a potencialidade destes novos compósitos como materiais adsorventes de interesse ambiental e/ou tecnológico A capacidade máxima de adsorção de Cr(VI) pelo compósito fibra natural de algodão/ZrO2 foi de 1,29 x 1-3 mol g-1 e a capacidade máxima de adsorção de amônia gasosa pelo compósito fibra natural de algodão/ZrO2/Fosfato foi de ,76 x 1-3 mol g-1Item Síntese, caracterização e propriedades fotocatalíticas dos nanocompósitos SiO2/TiO2 e SiO2/TiO2/ZnOInagaki, Camila Suemi; Alfaya, Antonio Alberto da Silva [Orientador]; Zaia, Dimas Augusto Morozin; Ribeiro, Emerson SchwingelResumo: Este trabalho relata a preparação dos materiais nanoestruturados SiO2/TiO2 (ST) e SiO2/TiO2/ZnO (STZ) pelo método sol-gel em catálise ácida Os materiais ST foram preparados em diferentes proporções de Si:Ti e Si:Ti:Zn A caracterização dos materiais ST e STZ foi realizada por análises químicas e por diversas técnicas como: microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva, medida da área superficial específica, refletância difusa, microscopia eletrônica de transmissão em alta resolução, difração de raios-X e espectroscopia Raman Pela caracterização foi possível constatar que os materiais são nanocristalinos com domínios entre 4 e 5 nm e com característica estrutural microporosa No material ST foi identificado apenas domínios cristalinos da fase anatase (TiO2), enquanto no material STZ as fases nanocristalinas identificadas foram: a anatase e o rutilo (TiO2), a wurtzita (ZnO), o espinélio invertido titanato de zinco (Zn2TiO4) e na superfície do material STZ com maiores quantidades de Ti e Zn a fase a-quartzo As propriedades fotocatalíticas destes materiais nanocristalinos foram estudadas utilizando-se corantes têxteis catiônicos e a luz solar natural sem a utilização de oxidantes fortes adicionais O material STZ na maior proporção Ti:Zn apresentou a maior eficiência fotocatalítica, sendo capaz de degradar totalmente o corante azul de metileno após 3 minutos, o corante amarelo ouro GL após 15 minutos e o corante azul royal GRL após 18 minutos de irradiação solar natural A mineralização total das moléculas orgânicas em solução aquosa foi confirmada pela análise de carbono orgânico total que mostrou resultado negativo no extrato após a irradiação solar A cinética de fotodegradação dos corantes têxteis segue o modelo matemático de primeira ordem aparenteItem Utilização da casca de banana como biossorventeCruz, Maria Aparecida Rodrigues Fróes da; Alfaya, Antonio Alberto da Silva [Orientador]; Benvenutti, Edilson Valmir; Zaia, Dimas Augusto MorozinResumo: Uma das grandes preocupações hoje em dia em termos ambientais é a contaminação das águas por metais pesados advindos de efluentes industriais Adsorventes sintéticos eficientes existem para a remoção de praticamente todos os íons metálicos em solução aquosa, entretanto um dos motivos para a sua não utilização é o preço proibitivo para as indústrias Assim, muitos pesquisadores vêm desenvolvendo adsorventes para metais pesados baseados em resíduos da agricultura, por serem de baixo custo e de impacto ambiental menor, quando comparados com os adsorventes sintéticos O presente trabalho descreve a metodologia de preparação da farinha da casca de banana (FBN),a modificação desta com ácido cítrico (FBM) e o estudo das propriedades de adsorção destes dois materiais para os íons Cu2+, Zn2+, Cd2+ e Pb2+ em soluções aquosas Os materiais FBN e FBM foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por FT-IR Os estudos de adsorção foram realizados pela técnica da batelada Os valores das capacidades máximas de adsorção obtidos para a FBN para os íons Cu2+, Zn2+, Cd2+ e Pb2+ em solução aquosa, com pH ajustado a 5, e tempo de contato de duas horas, foram 1,77, 13,6, 15,34 e 34,16 mg g-1, e para a FBM, nas mesmas condições, 16,57, 2,78, 24,87 e 56,8 mg g-1, respectivamente Ambos os materiais apresentam um tempo de saturação muito rápido (2 minutos) e podem ser reutilizados várias vezes (3 vezes) sem perda significativa de suas capacidades máximas de adsorção Os dados experimentais obtidos das isotermas foram tratados conforme os modelos de Langmuir e de Freundlich e o primeiro modelo explica melhor o processo de adsorção dos dois materiais