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Título: Síntese, caracterização e avaliação do adsorvente HDL-Mg/Al magnético na remoção de arsênio(V) de água
Título(s) alternativo(s): Characterization and evaluation of the adsorbent HDL-Mg / Al magnetic in the removal of arsenic (V)
Autor(es): Effting, Luciane
Orientador(es): Pires, Emerson Luis
Palavras-chave: Magnetita
Água potável - Contaminação
Adsorção
Magnetite
Drinking water - Contamination
Adsorption
Data do documento: 3-Jul-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Medianeira
Citação: EFFTING, Luciane. Síntese, caracterização e avaliação do adsorvente HDL-Mg/Al magnético na remoção de arsênio(V) de água. 2017. Trabalho de Conclusão de Curso (Licenciatura em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2017.
Resumo: No presente trabalho preparou-se e caracterizou-se Hidróxido Duplo Lamelar Magnésio/Alumínio magnético (HDL-Mg/Al magnético), visando avaliar a capacidade adsortiva para íons arseniato presentes em soluções aquosas. Para tanto, foram realizados dois tipos de experimentos: em batelada e em leito fixo. Para os experimentos em batelada variou se a massa de adsorvente, o tempo de contato entre adsorvente e contaminante, o pH da solução do contaminante e a temperatura da solução contaminante. Já nos ensaios em leito fixo, empacotou-se uma determinada massa do adsorvente em uma coluna e, através dessa, eluiu-se a solução do contaminante, com concentração conhecida. Os dados obtidos nos experimentos de batelada e leito fixo foram ajustados através das equações dos modelos de isotermas e análise da cinética da reação de adsorção. Ainda, caracterizou-se o sólido adsorvente por espectroscopia vibracional no infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (ATG), difratometria de raios X (DRX), análise de fisiossorção de N2 – BET e determinou-se o ponto de carga zero da partícula, avaliando-se a dependência da carga superficial do sólido com o pH da solução contaminante, fator importante para o processo de adsorção do ânion arseniato. Os resultados obtidos nos experimentos em batelada indicaram remoção de 98% dos íons arseniato do meio aquoso e, o ajuste da isoterma de Langmuir apontou que a capacidade máxima de adsorção do HDL-Mg/Al é de aproximadamente 17 mg de arsênio por grama de adsorvente. A reação de adsorção segue cinética de pseudo-segunda ordem, com constante de velocidade de 1,13 mg.g-1.min-1. Os ensaios em leito fixoapontou uma capacidade máxima de 2,79 mg.g-1.min-1.
Abstract: Magnetic magnesium/aluminum layered double hydroxide (Magnetic Mg/Al LDH) was prepared and characterized, aiming to evaluate its adsorptive capacity for the removal of arsenic ions present in aqueous solution. Two types of experiments were carried out: batch and continuous fixed-bed column. For the batch experiments adsorbent mass, contact time, pH of the contaminant solution and temperature of the contaminant solution. In the fixed-bed column, a certain adsorbent mass was packed in a column, through which the standard solution of the contaminant was eluted. The data obtained in the batch and continuous flow experiments were adjusted by the isotherms and kinetics models using adsorption reaction equations. Indeed, adsorbent solid was characterized by infrared vibrational spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), X ray diffractometry (XRD), N2-BET physiosorption analysis and point of zero charge of the material to evaluate the surface dependence of charge and pH of the contaminant solution, as an important factor for the adsorption process of the arsenic ions. The obtained results in the batch experiments indicated a 98% removal of the arsenic ions from the aqueous medium and the data was fitted using Langmuir isotherm model, with magnetic Mg/Al LDH maximum adsorption capacity of approximately 17 mg of arsenic per gram of adsorbent. The adsorption reaction follows pseudo-second order kinetics, with a rate constant of 1.13 mg.g-1.min-1. The experiments peformed with continuous flow showed a maximum capacity of 2.79 mg.g-1.min-1.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/13248
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