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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27568| Título: | Síntese de carbono ativado magnético a partir de sementes de maracujá e sua aplicação na adsorção de corante azul de metileno |
| Título(s) alternativo(s): | Synthesis of magnetic activated carbon from passion fruit seeds and its application in the adsorption of methylene blue |
| Autor(es): | Vieira, Bruno Rafael Del Rio |
| Orientador(es): | Seixas, Fernanda Lini |
| Palavras-chave: | Carbono ativado Resíduos industriais - Tratamento Maracujá Carbon, Activated Factory and trade waste - Treatment Passion fruit |
| Data do documento: | 29-Out-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Apucarana |
| Citação: | VIEIRA, Bruno Rafael Del Rio. Síntese de carbono ativado magnético a partir de sementes de maracujá e sua aplicação na adsorção de corante azul de metileno. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Apucarana, 2021. |
| Resumo: | A indústria do maracujá vem crescendo ao longo dos anos no Brasil, com esse crescimento a geração de resíduos também se estendeu, as sementes e a casca do maracujá não possuem destinos muito bem definidos, como forma de agregar valor ao rejeito, a semente pode ser sintetizada para se transformar em carbono ativado, além disso, é possível produzir materiais com propriedades magnéticas. Uma vez transformado em carbono ativado esse resíduo pode ser utilizado no tratamento efluentes contendo corantes. Foi avaliado um processo de ativação química (NaOH) seguida de uma etapa de magnetização. Avaliou-se o efeito de três diferentes temperaturas de pirólise de (500 °C, 600 °C, 700 °C). Os materiais obtidos foram aplicados na adsorção do corante azul de metileno. Foram avaliados vários modelos cinéticos (pseudoprimeira ordem, pseudossegunda ordem, Elovich) e de isotermas de adsorção (Langmuir, Freundlich, Temkin e Redlich-Peterson). Os materiais foram caracterizados por meio de análise termogravimétrica (ATG), Ponto de Carga Zero (PCZ), isotermas de fisissorção de nitrogênio e infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Para efeito de comparação, utilizou-se carbono ativado granular comercial. Os resultados de caracterização das sementes mostraram que essas possuem alto valor de celulose e materiais orgânico sendo um precursor excelente para síntese de agentes adsorventes. As amostras de carbono ativado sintetizado a 500°C (CA 500) e carbono ativado magnético sintetizado a 500°C (CAM 500) mostraram resultados satisfatórios de remoção de corante quando comparado ao Carbono ativado disponível no mercado (CAC). O PCZ dos adsorventes do mostrou que os adsorventes possuem caráter ácido, à medida que aumentava a temperatura de pirólise o adsorvente adquiria caráter mais básico. Os adsorventes possuem superfície microporosa e a medida que aumentava a temperatura de pirólise, diminuía a superfície específica. A cinética de adsorção revelou um comportamento de fisissorção e difusão de partícula para os adsorventes e o azul de metileno. As isotermas revelaram que os adsorventes revelaram uma adsorção favorável com comportamento do modelo de Langmuir. As sementes foram transformadas com sucesso em carbono ativado revelando um potencial para aplicação industrial com um desempenho muito parecido com o carbono que está disponível no mercado. Embora a magnetização tenha mudado consideravelmente as características na superfície, o comportamento referente a adsorção não mudou significativamente. Desse modo, o presente trabalho estimou o potencial para aplicação das sementes de maracujá no tratamento de efluentes têxteis. |
| Abstract: | The passion fruit industry has been growing over the years in Brazil, with this growth the generation of waste has also extended, the seeds and the passion fruit peel do not haven’t appropriate destinations, as a way to add value to the waste, the seed can be synthesized to become activated carbon, in addition, it is possible to produce materials with magnetic properties. Once transformed into activated carbon this waste can be used in the treatment of effluents containing dyes. A chemical activation process (NaOH) followed by a magnetization step was evaluated. The effect of three different pyrolysis temperatures of (500 °C, 600 °C, 700 °C) was evaluated. The obtained materials were applied to the adsorption of methylene blue dye. Several kinetic models (pseudo-first order, pseudo-second order, Elovich) and adsorption isotherms (Langmuir, Freundlich, Temkin and Redlich-Peterson) were evaluated. The materials were characterized by thermogravimetric analysis (TGA), Zero Charge Point (PCZ), nitrogen physisorption isotherms and Fourier Transform Infrared (FTIR). For comparison, commercial granular activated carbon was used. The characterization results of the seeds showed that they have high value of cellulose and organic materials being an excellent precursor for synthesis of adsorbent agents. The samples of Activated Carbon synthesized at 500°C (AC 500) and Magnetic Activated Carbon synthesized at 500°C (MAC 500) showed satisfactory results of dye removal when compared to commercially available activated carbon (CAC). The PCZ of the adsorbents showed that the adsorbents have acidic character, as the pyrolysis temperature increased the adsorbent acquired more basic character. The adsorbents have microporous surface and as the pyrolysis temperature increased, the specific surface area decreased. The adsorption kinetics revealed a physiosorption and particle diffusion behavior for the adsorbents and methylene blue. The isotherms revealed that the adsorbents showed favorable adsorption with Langmuir model behavior. The seeds were successfully transformed into activated carbon revealing a potential for industrial application with a performance very similar to the carbon that is available on the market. Although magnetization changed the surface characteristics considerably, the adsorption behavior did not change significantly. Thus, the present work estimated the potential for application of passion fruit seeds in the treatment of textile effluents. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27568 |
| Aparece nas coleções: | AP - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
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