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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32380| Título: | Remoção de Imidacloprid de soluções aquosas por adsorção em casca do tamarindo (Tamarindus Indica L.) |
| Título(s) alternativo(s): | Removal of imidacloprid from aqueous solutions by adsorption on tarot shell (Tamarindus Indica L.) |
| Autor(es): | Guimaraes, Flavia Freitas |
| Orientador(es): | Menezes, Maraisa Lopes de |
| Palavras-chave: | Adsorção Inseticidas Reaproveitamento (Sobras, refugos, etc.) Adsorption Insecticides Recycling (Waste, etc.) |
| Data do documento: | 10-Ago-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Apucarana |
| Citação: | GUIMARAES, Flavia Freitas. Remoção de imidacloprid de soluções aquosas por adsorção em casca do tamarindo (tamarindus indica l.) . 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Apucarana, 2023. |
| Resumo: | O Brasil é considerado um dos maiores consumidores de defensivos agrícolas, sendo o inseticida imidacloprid está entre os dez agrotóxicos mais vendidos. Devido à sua toxicidade, não biodegradabilidade e a bioacumulação nas fontes fluviais, ele tem se tornado uma profunda preocupação ambiental. Dentre as diversas técnicas que podem ser utilizadas para a remoção desse contaminante, encontra-se o processo de adsorção. Com isso, há muitos estudos no desenvolvimento de adsorventes provenientes de materiais orgânicos, apresentando resultados satisfatórios na remoção de defensivos agrícolas em soluções aquosas. A casca do tamarindo é um resíduo agroindustrial de elevada importância, devido à sua abundância e disponibilidade. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de remoção do inseticida imidacloprid pela casca do tamarindo utilizada como material adsorvente. Inicialmente, a casca do tamarindo foi submetida à secagem e selecionou-se o diâmetro médio de partícula de 0,425 mm para o estudo. Posteriormente, foi caracterizado em termos de microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise de área específica por fisissorção do N2 (BET), ponto de carga zero, espectroscopia no infravermelho (FTIR) e análise termogravimétrica (TGA). Os testes preliminares de adsorção foram realizados em sistema batelada, avaliando-se a influência do pH e a dosagem da massa do adsorvente. Com as melhores condições obtidas nos testes preliminares foram realizados o estudo da cinética durante durante 24 horas e o equilíbrio de adsorção nas temperaturas de 30, 45 e 60ºC, e por fim avaliou-se a capacidade de regeneração do adsorvente. Na caracterização do adsorvente verificou-se pelo MEV e pelo BET que a casca é um material pouco poroso, apresentando baixa área específica (1,823 m2 g-1) e um diâmetro médio de poros (5,714 nm), sendo classificados na região de mesoporos. Pelo FTIR visualizaram-se modificações nas bandas características de carbonilas e hidroxilas, indicando que a adsorção pode ter ocorrido por meio de ligações de hidrogênio e interações do tipo π-π. A casca de tamarindo apresentou um pHpcz de 5,10 ± 0,10. Nos testes preliminares, observou-se que nos pHs entre 6,0 e 9,0 obtiveram-se as maiores remoções do imidacloprid. Entretanto, em meio básico ocorre uma elevação da taxa de hidrólise do inseticida. Sendo assim, selecionou-se o pH neutro para a realização dos ensaios conseguintes. Já a avaliação da massa do adsorvente teve a melhor remoção em 60,00 mg L-1. No estudo cinético, o modelo cinético de pseudosegunda ordem foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais com um tempo de equilíbrio de 780 min, tendo a capacidade de adsorção de 0,4070 mg g-1 na temperatura de 25±2 °C. Todas as isotermas foram favoráveis, no qual o melhor resultado foi na temperatura de 60 °C, atingindo o equilíbrio aproximadamente de 250,00 mg L-1, com uma capacidade de 39,37 mg g-1, tendo o modelo de Sips o melhor ajuste. Pelo estudo da regeneração do adsorvente foi possível 94,38% do adsorvente no primeiro ciclo. Portanto, a casca do tamarindo pode ser um material alternativo para a remoção do inseticida imidacloprid |
| Abstract: | Brazil is considered one of the biggest consumers of pesticides, and the insecticide imidacloprid is among the ten best-selling pesticides. Due to its toxicity, onbiodegradability and bioaccumulation in river sources, it has become a major environmental concern. Among the various techniques that can be used to remove this contaminant is the adsorption process. With this in mind, there have been many studies into the development of adsorbents made from organic materials, showing satisfactory results in the removal of pesticides from aqueous solutions. Tamarind peel is a highly important agro-industrial waste due to its abundance and availability. In this context, the aim of this work was to evaluate the removal capacity of the insecticide imidacloprid by tamarind bark used as an adsorbent material. Initially, the tamarind bark was dried and an average particle diameter of 0.425 mm was selected for the study. It was then characterized in terms of scanning electron microscopy (SEM), specific area analysis by N2 physisorption (BET), zero charge point, infrared spectroscopy (FTIR) and thermogravimetric analysis (TGA). Preliminary adsorption tests were carried out in a batch system, evaluating the influence of pH and adsorbent mass dosage. With the best conditions obtained in the preliminary tests, kinetics were studied for 24 hours and the adsorption equilibrium at temperatures of 30, 45 and 60ºC, and finally the regeneration capacity of the adsorbent was evaluated. The characterization of the adsorbent showed by SEM and BET that the shell is a low porosity material, with a low specific area (1.823 m2 g-1) and an average pore diameter (5.714 nm), being classified in the mesoporous region. The FTIR showed changes in the characteristic carbonyl and hydroxyl bands, indicating that adsorption may have occurred through hydrogen bonds and π-π interactions. The tamarind peel had a pHpcz of 5.10 ± 0.10. In the preliminary tests, it was observed that at pHs between 6.0 and 9.0 the greatest removals of imidacloprid were obtained. However, in a basic medium, the rate of hydrolysis of the insecticide increases. Neutral pH was therefore selected for the subsequent tests. The evaluation of the adsorbent mass showed the best removal at 60.00 mg L-1. In the kinetic study, the pseudo-second order kinetic model was the one that best fitted the experimental data with an equilibrium time of 780 min, with an adsorption capacity of 0.4070 mg g-1 at a temperature of 25±2 °C. All the isotherms were favorable, with the best result being at a temperature of 60 °C, reaching equilibrium at approximately 250.00 mg L-1, with a capacity of 39.37 mg g-1, with the Sips model having the best fit. The study of adsorbent regeneration showed that 94.38% of the adsorbent was recovered in the first cycle. Therefore, tamarind bark could be an alternative material for removing the insecticide imidacloprid. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32380 |
| Aparece nas coleções: | AP - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
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