Adsorção de corantes em turfa de origem Magalhânica
Luisa Antonia Sepúlveda Cuevas
TESE
Português
T/UNICAMP Se63a
[Absorption dyes om Magallanic peat]
Campinas, SP : [s.n.], 2011.
203 p. : il.
Orientador: Cesar Costapinto Santana
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química
Resumo: O objetivo deste trabalho foi estudar a remoção dos corantes Naftol Azul Preto (NAP), Azul Maxilon 5G (AM) e Azul Brilhante de Remazol R (ABRR) em fase aquosa por adsorção em turfa de origem magalhânica. De acordo com a caracterização físico-química do adsorvente, os principais grupos...
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Resumo: O objetivo deste trabalho foi estudar a remoção dos corantes Naftol Azul Preto (NAP), Azul Maxilon 5G (AM) e Azul Brilhante de Remazol R (ABRR) em fase aquosa por adsorção em turfa de origem magalhânica. De acordo com a caracterização físico-química do adsorvente, os principais grupos funcionais detectados foram os carboxílicos, fenólicos, hidroxilas, aminas e metil, que lhe conferiram uma carga preferencialmente negativa e um Ponto de Carga Zero (PCZ) igual a 3,68. Os resultados dos experimentos em batelada mostraram que a adsorção do corante NAP foi fortemente dependente da carga superficial da turfa. Os modelos de isotermas de Langmuir, Freundlich e Sips foram bem correlacionados aos dados experimentais de equilíbrio de ambos os corantes. As capacidades máximas de adsorção (qm) e o parâmetro de energia de Langmuir (b) dos corantes NAP e AM alcançados foram de 33,7 e 33,1 mg/g e 0,031 e 0,139 L/mg, respectivamente. De acordo com os resultados dos experimentos cinéticos em tanque agitado, as porcentagens de remoção e as capacidades de adsorção atingidas foram de 81 e 97 %, 12 e 30 mg/g para os corantes NAP e AM, respectivamente. Os modelos cinéticos de segunda ordem e de Langmuir foram bem correlacionados aos dados experimentais para baixas concentrações iniciais de corante. A modelagem do sistema mostrou que a difusão intrapartícula acontece de forma paralela no volume e na superfície do poro e é a etapa que controla a velocidade de transporte das moléculas de corante até os sítios ativos da turfa. Os coeficientes de difusão no poro foram determinados entre 1,08-3,5 10-10 m2/s e os coeficientes de difusão na superfície entre 0,2-1,5 10-11 m2/s. Dos ensaios em colunas de leito fixo, as capacidades de adsorção na saturação variaram entre 17,1 e 30,1 mg/g para o corante AM nas condições selecionadas. A altura de transferência de massa foi dependente da concentração e vazão da alimentação com valores entre 14 e 23 cm. De forma oposta, as capacidades de adsorção do corante NAP foram entre 2-3 mg/g, equivalente a 20-30 % da capacidade de equilíbrio em ensaios em batelada. Esses resultados foram atribuídos às baixas energias de adsorção do corante em turfa. O modelo de THOMAS apresentou uma boa predição da concentração de corante na fase inicial das curvas de ruptura (C/Cf < 0,5), quando o corante AM foi adsorvido em um leito de turfa. No entanto, o modelo não foi capaz de predizer o comportamento do corante NAP
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Abstract: The aim of this work was to study the removal of dyes Naphthol Blue Black (NBB) and Maxilon Blue 5G (MB) in the aqueous phase by adsorption on Magellan peat. According to the peat physicochemical characterization, the carboxylic, phenolic, hydroxyl and methyl amines were identified as the...
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Abstract: The aim of this work was to study the removal of dyes Naphthol Blue Black (NBB) and Maxilon Blue 5G (MB) in the aqueous phase by adsorption on Magellan peat. According to the peat physicochemical characterization, the carboxylic, phenolic, hydroxyl and methyl amines were identified as the main functional groups, that giving it a preferably negative charge and a Point of Zero Charge (PZC) equal to 3.68. The results of batch experiments showed that the adsorption of the NBB dye is strongly dependent on surface charge of the peat, but it did not happen with the MB dye. The Langmuir, Freundlich and Sips isotherm models were well correlated to equilibrium experimental data of both dyes. The maximum adsorption capacities (qm) and the Langmuir energy parameter (b) of the NBB and MB dyes obtained were 33.7 and 33.1 mg/g and 0.031 and 0.139 L/mg, respectively. On the kinetic experiments in stirred tank, the removal rate and the adsorption capacities were 81 and 97%, 12 and 30 mg/g for NBB and MB dyes, respectively. The kinetic models of second order and Langmuir were well fitted to experimental data for low initial concentrations of dye. The system modeling showed that happens pore and surface diffusion and was the rate-determining step of the adsorption process. The diffusion coefficients were estimated in 1.08 to 3.5.10-10 m2/s in the pore and 0.2 to 1.5.10-11 m2/s on the surface. From tests in fixed bed columns, the adsorption capacities at saturation ranged between 17.1 and 30.1 mg/g for MB dye in the selected conditions. The mass transfer height was dependent on the concentration and flow rate of feeding from 14 to 23 cm. In the other side, the adsorption capacities of the NBB dye ranged between 2 and 3 mg/g, equivalent to 20 - 30% of equilibrium capacity in batch tests. These results were attributed to the low energies of the dye adsorption on peat. The THOMAS model showed a good quality in prediction of the dye concentration in initial portion of the breakthrough curves (C/Co < 0.5), when the MB dye were adsorbed on a peat bed. However, the model failed to predict the behavior of the NBB dye
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Santana, Cesar Costapinto, 1948-
Orientador
D'Ávila, João Sampaio
Avaliador
Souza, Antonio Augusto Ulson de
Avaliador
Silva, Meuris Gurgel Carlos da, 1955-
Avaliador
Lisbôa, Antônio Carlos Luz, 1954-
Avaliador
Adsorção de corantes em turfa de origem Magalhânica
Luisa Antonia Sepúlveda Cuevas
Adsorção de corantes em turfa de origem Magalhânica
Luisa Antonia Sepúlveda Cuevas
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