Síntese de carbono mesoporoso derivado de amido e laponita como molde inorgânico para adsorção de surfactante

No presente trabalho descreve-se a preparação de carbono mesoporoso (CM) com base em biomassa, utilizando um molde de silicato lamelar e a técnica de síntese pirolítica. O CM foi preparado pela adição de uma dispersão coloidal aquosa de partículas da argila sintética laponita RD, numa dispersão cont...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Gonçalves, Rosembergue Gabriel Lima
Tipo de recurso: tesis de maestría
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2016
País:Brasil
Institución:Universidade Federal de Lavras (UFLA)
Repositorio:Repositório Institucional da UFLA
Idioma:portugués
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Acceso en línea:https://repositorio.ufla.br/handle/1/11484
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Palabra clave:Química
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description No presente trabalho descreve-se a preparação de carbono mesoporoso (CM) com base em biomassa, utilizando um molde de silicato lamelar e a técnica de síntese pirolítica. O CM foi preparado pela adição de uma dispersão coloidal aquosa de partículas da argila sintética laponita RD, numa dispersão contendo amido de mandioca (AM) gelatinizado, na proporção de polímero/argila de 1/1 (m/m). O gel resultante da mistura entre o AM e a argila foi seco, dando origem a um composto hibrido orgânico-inorgânico (HA50%) que foi pirolisado, sob fluxo de nitrogênio, a 850 °C. O material inorgânico, proveniente da decomposição térmica da argila, foi removido por meio de lavagens com soluções de HF e HCl, produzindo o CM. Este material, por fim, foi utilizado em testes simulados de descontaminação de efluentes hídricos por surfactantes. O material produzido foi caracterizado por uma série de análises, dentre elas, difração de raios X no pó (DRXP), medida de área superficial BET e microscopia eletrônica de varredura (MEV). O CM foi utilizado como adsorvente em estudos para a remoção dos surfactantes dodecilbenzenossulfonato de sódio (SDBS) e brometo de hexadeciltrimetilamônio (CTAB) em suspensão aquosa. A avaliação da análise de área superficial e do tamanho médio de poros demonstrou que o CM apresentou elevada área superficial (1.008 m2·g-1) com isoterma típica de materiais mesoporosos, tendo o tamanho médio de poros encontrado sido de, aproximadamente, 50 Å. A adsorção dos surfactantes seguiu o comportamento típico do modelo de isoterma de Langmuir e o modelo cinético foi de pseudo segunda ordem. A capacidade máxima de adsorção dos surfactantes no CM foi de 725,0 mg·g-1 para o SDBS e de 658,0 mg·g-1 para o CTAB.
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O material inorgânico, proveniente da decomposição térmica da argila, foi removido por meio de lavagens com soluções de HF e HCl, produzindo o CM. Este material, por fim, foi utilizado em testes simulados de descontaminação de efluentes hídricos por surfactantes. O material produzido foi caracterizado por uma série de análises, dentre elas, difração de raios X no pó (DRXP), medida de área superficial BET e microscopia eletrônica de varredura (MEV). O CM foi utilizado como adsorvente em estudos para a remoção dos surfactantes dodecilbenzenossulfonato de sódio (SDBS) e brometo de hexadeciltrimetilamônio (CTAB) em suspensão aquosa. A avaliação da análise de área superficial e do tamanho médio de poros demonstrou que o CM apresentou elevada área superficial (1.008 m2·g-1) com isoterma típica de materiais mesoporosos, tendo o tamanho médio de poros encontrado sido de, aproximadamente, 50 Å. A adsorção dos surfactantes seguiu o comportamento típico do modelo de isoterma de Langmuir e o modelo cinético foi de pseudo segunda ordem. A capacidade máxima de adsorção dos surfactantes no CM foi de 725,0 mg·g-1 para o SDBS e de 658,0 mg·g-1 para o CTAB.This work aims at describing the preparation of a type of mesoporous carbon (MC) based on biomass using a lamellar silicate mold and a pyrolytic synthesis technique. The MC was prepared by the addition of an aqueous colloidal dispersion of particles of synthetic clay Laponite RD in a dispersion containing gelatinized cassava starch (AM) in a ratio of 50/50 polymer/clay (% m/m). The gel produced from the mixture of clay and AM was dried, originating an organic-inorganic hybrid compound (HA50%), which was pyrolyzed under nitrogen flow at 850 °C. The inorganic material produced from the thermal decomposition was removed by washing with HF and HCl solutions, yielding the MC. This resulting material was used in simulated tests for the decontamination of effluents contaminated with surfactants. The material produced was characterized by a series of tests: powder X-ray diffraction (XRD), measurement of BET specific surface area, and scanning electron microscopy (SEM). The MC was used as an adsorbent for removing the surfactants Sodium dodecylbenzenesulphonate (SDBS) and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) in aqueous solution. The evaluation of the surface area analysis and medium size pores demonstrated that MC had a high surface area (1008 m2·g-1) with typical isotherm of mesoporous materials and average pore size was found to be approximately 50 Å. The adsorption of surfactants followed the typical behavior of the Langmuir isotherm model and the kinetic model was considered as pseudo second order. The maximum adsorption capacity of surfactants in the MC was 724.57 mg· g-1 for SDBS and 658.15 mg· g-1 for o CTAB.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Universidade Federal de LavrasPrograma de Pós-Graduação em AgroquímicaUFLAbrasilDepartamento de QuímicaQuímicaCarbono mesoporosoAmido de mandiocaLaponitaAdsorçãoSurfactantesMesoporous carbonCassava starchAdsorptionSurfactantsSíntese de carbono mesoporoso derivado de amido e laponita como molde inorgânico para adsorção de surfactanteStarch-based mesoporous carbon and laponite as a template for inorganic materials apllied to surfactant adsorption processesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisLeal Neto, JonasTronto, JairoPinto, Frederico GarciaTronto, Jairohttp://lattes.cnpq.br/1303300239805799info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFLAinstname:Universidade Federal de Lavras (UFLA)instacron:UFLAGonçalves, Rosembergue Gabriel LimaLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8953https://repositorio.ufla.br/bitstreams/7a546248-2962-40ca-a85b-06ae939c8d5f/download760884c1e72224de569e74f79eb87ce3MD51falseAnonymousREADORIGINALDISSERTAÇÃO_Síntese de carbono mesoporoso derivado de amido e laponita como molde inorgânico para adsorção de surfactante.pdfDISSERTAÇÃO_Síntese de carbono mesoporoso derivado de amido e laponita como molde inorgânico para adsorção de surfactante.pdfapplication/pdf1132870https://repositorio.ufla.br/bitstreams/eedd0b5d-13e6-412f-8bf0-cb218d3d8894/download9de6b80af963cd4fbe295e4916a96416MD52trueAnonymousREADTEXTDISSERTAÇÃO_Síntese de carbono mesoporoso derivado de amido e laponita como molde inorgânico para adsorção de surfactante.pdf.txtDISSERTAÇÃO_Síntese de carbono mesoporoso derivado de amido e laponita como molde inorgânico para adsorção de surfactante.pdf.txtExtracted texttext/plain65112https://repositorio.ufla.br/bitstreams/2cec5aeb-a06a-444f-9afd-defe23a7b2eb/downloadaac9a17494d6c4ced9c5b48cabb0ce71MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILDISSERTAÇÃO_Síntese de carbono mesoporoso derivado de amido e laponita como molde inorgânico para adsorção de surfactante.pdf.jpgDISSERTAÇÃO_Síntese de carbono mesoporoso derivado de amido e laponita como molde inorgânico para adsorção de surfactante.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3310https://repositorio.ufla.br/bitstreams/d0eb991b-81ef-4f25-a257-2e99cdfc5199/download208d290a88d6d293a277dc4a0a60b514MD54falseAnonymousREAD1/114842025-08-06 11:05:53.564open.accessoai:repositorio.ufla.br:1/11484https://repositorio.ufla.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufla.br/server/oai/requestnivaldo@ufla.br || repositorio.biblioteca@ufla.bropendoar:2025-08-06T14:05:53Repositório Institucional da UFLA - Universidade Federal de Lavras (UFLA)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