Avaliação de estruturas derivadas da casca de arroz como adsorventes de corantes catiônico e aniônico
A presença de corantes em meio aquoso gera impactos danosos ao ambiente e à saúde humana. Eles podem ser removidos desses sistemas por adsorção e uma alternativa para reduzir os custos desse método é a utilização de resíduos agroindustriais, como a casca de arroz, como matéria prima no desenvolvimen...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2022 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade Federal de Lavras (UFLA) |
| Repositorio: | Repositório Institucional da UFLA |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:repositorio.ufla.br:1/55715 |
| Acceso en línea: | https://repositorio.ufla.br/handle/1/55715 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Físico-Química Resíduo agroindustrial Cinza da casca de arroz Biocarvão Sílica Agroindustrial waste Rice husk ash Biochar Silica |
| Sumario: | A presença de corantes em meio aquoso gera impactos danosos ao ambiente e à saúde humana. Eles podem ser removidos desses sistemas por adsorção e uma alternativa para reduzir os custos desse método é a utilização de resíduos agroindustriais, como a casca de arroz, como matéria prima no desenvolvimento de novos adsorventes. Seu tratameto térmico por diferentes rotas pode gerar cinzas (CCA) ou biocarvão (BC), a depender das condições da atmosfera de aquecimento, determinando diferentes carcaterísticas para estes materiais, modificando sua adsorção. Assim, o objetivo desse trabalho é produzir CCA e BC a partir da casca de arroz e avaliá-los como adsorventes na remoção de corante catiônico (azul de metileno) e aniônico (alaranjado de metila) de meio aquoso, avaliando a relação entre a capacidade de adsorção e as propriedades de cada material. A casca de arroz foi tratada quimicamente com ácido acético 1,7 mol L-1, sendo posteriomente calcinada a 600 °C, em atmosfera não controlada, para obtenção da CCA, e em atmosfera com limitação de oxigênio, para obtenção do BC. As amostras foram caracterizadas química e estruturalmente por FRX, DRX e FTIR-ATR; determinação de área superficial foi feito por análise BET e avaliação microestrutural por MEV-EDS. O ponto de carga-zero (PCZ) foi determinado para cada material e estudos de adsorção foram feitos em batelada avaliando-se a influência do pH, do tempo de contato e da concentração inicial da solução corante. A CCA e o BC apresentaram estruturas amorfas ricas em sílica, com morfologia acicular e alta rugosidade. Elevadas áreas superficiais (157,2 e 219,5 m²g-1 respectivamente) e PCZ próximos à neutralidade (6,73 e 6,58, respectivamente) para CCA e BC foram encontrados. O corante aniônico, alaranjado de metila, foi adsorvido apenas pelo BC, com maior eficiência de remoção em pH 2,00 e 4,00 e curvas cinéticas melhores ajustadas pelo modelo de pseudoprimeira ordem. Esse valor de pH contribuiu para a interação por empilhamento π-π entre ligações C=C do adsorvente e os anéis benzênicos do corante. Já o corante catiônico, azul de metileno, foi melhor adsorvido em pH 10,00 e com melhor ajuste ao modelo pseudo- segunda ordem. Sua adsorção se deu principalmente por interação eletrostática entre grupos siloxano e silanol dos adsorventes, negativamente carregados, com a carga positiva do corante. Todas as isotermas de adsorção, obtidas nas condições de melhor adsorção, ajustaram melhor ao modelo de SIPS, sugerindo uma adsorção em sítios homogêneos e heterogênos, com qmáx calculado de 53,19, 45,03 e 602,60 mg g-1 para o alaranjado de metila em BC e azul de metileno em BC e em CCA, respectivamente. Os resultados observados sugerem boas capacidades adsortivas, sendo que as interações entre os grupos superficiais são o mecanismo mais importante na adsorção de corantes de diferentes naturezas iônicas em superfícies derivadas da casca de arroz. |
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