Search

Os resíduos de serragem da indústria moveleira possuem grande potencial para serem utilizados como adsorventes no tratamento de efluentes têxteis. Além de apresentarem baixo custo, possuem em sua estrutura química diversos componentes ricos em grupos funcionais oxigenados que são capazes de interagir com as moléculas de corante presentes nas águas de rejeito. A utilização desses materiais como adsorventes também pode contribuir para a redução da disposição incorreta desses resíduos no meio ambiente, proporcionando um destino mais nobre para os mesmos. Neste contexto, o presente trabalho teve por objetivo utilizar a serragem de Pinus elliottii da indústria moveleira na remoção do corante azul de metileno (AM) de soluções aquosas por meio da técnica de adsorção. Inicialmente, a serragem passou por um tratamento em Soxhlet, utilizando os solventes benzeno, etanol e água. Depois de seco, o material foi caracterizado por meio das técnicas de espectroscopia de infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), análise termogravimétrica (TGA), microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG), determinação da área superficial específica (BET) e do diâmetro de poros (BJH), e determinação do pH no ponto de carga zero (pHPCZ). Em seguida, a influência de parâmetros experimentais no processo adsortivo, como tempo de contato, pH inicial do meio, velocidade de agitação, massa de serragem de Pinus elliottii e concentração inicial de corante, assim como o equilíbrio, a cinética e a termodinâmica foram igualmente avaliados. Em geral, as análises de caracterização do material evidenciaram a presença de vários grupos funcionais oxigenados na estrutura da serragem e uma morfologia favorável para a adsorção. Os ensaios que verificaram a influência dos parâmetros experimentais no processo, por sua vez, mostraram que todos eles, de alguma forma, interferem na adsorção. Em relação ao equilíbrio do processo, constatou-se que o modelo de Freundlich foi aquele que melhor se ajustou aos dados experimentais, apresentando valores para a constante de Freundlich (kF) e para o parâmetro n iguais a 14,44 mg g-1 (L mg-1)1/n e 4,40, respectivamente. Além disso, o teste de Fisher demonstrou que, com 95% de confiança, o modelo de Langmuir também poderia ser aplicado para descrever os dados experimentais. No que se refere à termodinâmica, os resultados revelaram que a adsorção do AM pela serragem tratada de Pinus elliottii é um processo espontâneo (com valores de ΔG°ads < 0), físico e endotérmico (ΔH°ads = + 14,68 kJ mol-1), com ΔS°ads = + 75,82 J mol-1 K-1. Os resultados relativos à cinética de adsorção, por sua vez, mostraram que o modelo de pseudossegunda ordem foi aquele que se ajustou de maneira mais adequada aos dados experimentais e que, de acordo com o teste de Fisher, existe diferença estatística significativa entre os modelos cinéticos testados. As constantes (k2) obtidas para o modelo de pseudossegunda ordem variaram de 0,0215 a 0,0837 g mg-1 min-1, à medida que a concentração de corante foi reduzida. Por fim, o conjunto de dados obtidos permitiu concluir que a serragem tratada de Pinus elliottii é um adsorvente promissor que reúne muitas das características necessárias para ser utilizado na remoção do AM de efluentes industriais têxteis. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES The sawdust residues from the furniture industry have great potential to be used as adsorbents in the treatment of textile effluents. In addition to their low cost, they have in their chemical structure several components rich in oxygenated functional groups that are able to interact with dye molecules present in tailings waters. The use of these materials as adsorbents can contribute to the reduction of the incorrect disposition of these residues in the environment, providing a noble destination for them. In this context, the present work aimed to use Pinus elliottii sawdust from the furniture industry in the removal of methylene blue (AM) dye from aqueous solutions by adsorption technique. Initially, the sawdust underwent a Soxhlet treatment using the benzene, ethanol and water solvents. After drying, the material was characterized by Fourier Transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric analysis (TGA), field emission scanning electron microscopy (FESEM), surface area (BET) and pore diameter (BJH) determination, and pH at zero charge point determination (pHPZC). Then, the influence of experimental parameters on the adsorption process, such as contact time, initial pH of the medium, stirring frequency, Pinus elliottii sawdust mass and initial dye concentration, as well as equilibrium, kinetics and thermodynamics were also evaluated. In general, the characterization of the material showed the presence of several oxygenated functional groups in the sawdust structure and a favorable morphology for the adsorption. The tests that verified the influence of experimental parameters in the process, in turn, showed that all of them, in some way, interfere on adsorption. Regarding the equilibrium process, it was found that the Freundlich model was the one that best fit the experimental data, presenting values for Freundlich constant (kF) and n parameter equal to 14.44 mg g-1 (L mg-1) and 4.40, respectively. In addition, Fisher's test showed that, with 95% confidence, the Langmuir model could also be applied to describe the experimental data. Concerning thermodynamics, the results revealed that MB adsorption by treated sawdust of Pinus elliottii is a spontaneous (with ΔG°ads < 0), physical and endothermic process (ΔH°ads = + 14.68 kJ mol-1), with ΔS°ads = + 75.82 J mol-1 K-1. The results regarding the adsorption kinetics, in turn, revealed that the pseudo-second order model represented the experimental data more adequately and that according to Fisher’s test, there is a significant statistical difference between the tested kinetic models. The constants (k2) obtained for the pseudo-second order model ranged from 0.0215 to 0.0837 g mg-1 min-1 as the dye concentration was reduced. Finally, the data set showed that the treated Pinus elliottii sawdust is a promising adsorbent that meets many of the characteristics required to be used for the removal of MB from industrial textile effluents.

A crescente utilização de corantes na indústria gera grande quantidade de resíduos.Estes, quando descartados inadequadamente, tornam-se uma fonte poluidora dos sistemas aquáticos, os quais são indispensáveis à vida e à manutenção do equilíbrio de ecossistemas naturais. Por este motivo, é importante que sejam desenvolvidos métodos de tratamento eficazes para a remoção de corantes. Dentro desse contexto, este trabalho teve por objetivo avaliar a capacidade de adsorção de microesferas magnéticas de quitosana na remoção do corante violeta de metila 2B (VM 2B) em meio aquoso. Inicialmente, preparou-se magnetita (Fe3O4) através da precipitação química dos sais de ferro (II) e (III), em meio alcalino. A etapa seguinte consistiu na preparação das microesferas de quitosana, por meio da técnica de reticulação em suspensão, utilizando glutaraldeído. Com o objetivo de conferir propriedades magnéticas à quitosana, adicionou-se a Fe3O4 anteriormente preparada. Estes materiais foram caracterizados quanto a sua morfologia e características químicas. Os parâmetros experimentais do processo de adsorção foram previamente otimizados, variando-se a massa de adsorvente, a velocidade de agitação do sistema e o pH inicial do meio. A capacidade adsorvente das microesferas magnéticas de quitosana foi avaliada em um sistema em batelada, sob temperatura controlada de 25 °C, sendo a concentração remanescente de VM 2B em solução determinada por espectroscopia de absorção molecular na região do visível. Os resultados revelaram que as microesferas magnéticas de quitosana apresentam potencial para a finalidade proposta, com elevada capacidade de remoção para o corante VM 2B (~86%). Os resultados experimentais mostraram que a cinética de adsorção foi melhor descrita pelo modelo de pseudossegunda ordem. No que se refere ao equilíbrio de adsorção, os resultados experimentais apresentaram um melhor ajuste à isoterma de Freundlich (R2 superior a 0,98). Os dados termodinâmicos revelaram um processo de adsorção espontâneo ( G°= -3,96 kJ mol-1), exotérmico ( H° = -1,70 kJ mol-1), e com S° = -3,73 J mol-1 K-1, o que sugere pequena mudança na aleatoriedade na interface sólido-soluto durante a adsorção. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. The increasing use of dyes in the industry generates great quantities of waste. When disposed improperly, they become a source of pollution of aquatic systems which are essential to life and to maintain the equilibrium of natural ecosystems. For this reason, it is important to develop effective treatment methods for the removal of dyes. In this context, this work aimed to evaluate the adsorption capacity of magnetic chitosan microspheres for the removal of methyl violet 2B (MV 2B) dye in aqueous media. Initially, magnetite (Fe3O4) was prepared by chemical precipitation of iron salts (II) and (III). Then, chitosan microspheres were prepared by the suspension crosslinking technique. Finally, Fe3O4 was added to chitosan in order to achieve magnetic properties. These materials were characterized by their morphology and chemical characteristics. The experimental parameters of the adsorption process were optimized by varying the mass of adsorbent, the stirring rate, and the initial pH of the medium. The adsorbent capacity of magnetic chitosan microspheres was evaluated in a batch system at 25 °C. After the adsorption process in an aqueous medium, the remaining concentration of MV 2B solution was determined by molecular absorption spectroscopy in the visible region. The results showed that the magnetic chitosan microspheres present a high potential for the purpose, with a high capacity for removing MV 2B (~86%). The adsorption process followed pseudo-second-order rate kinetics, and the adsorption equilibrium was better described by the Freundlich isotherm (R2 higher than 0.98). The thermodynamic data revealed a spontaneous ( G° = -3.96 kJ mol-1), exothermic ( H° = -1.70 kJ mol-1), and S° = -3.73 J mol-1 K-1, which suggests a small variation in the randomness at the solidsolution interface.

Os sorventes não tecidos de polipropileno (PP) são utilizados na recuperação de óleos devido às suas características hidrofóbicas e oleofílicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar uma manta não tecida de PP quanto às suas características físico-químicas, capacidade de sorção e cinética de sorção e dessorção de óleos, potencial de reuso, flutuabilidade, resistência física em ambientes hostis e toxicidade. O estudo físico-químico da manta compreendeu a determinação da espessura, densidade, morfologia (microscopia eletrônica de varredura), propriedades térmicas (calorimetria diferencial de varredura e análise termogravimétrica) e químicas (espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier). Os testes de sorção de óleos foram divididos em ensaios realizados em meio homogêneo (contendo apenas óleo) e em meio heterogêneo (contendo água e óleo). Em meio homogêneo determinou-se a capacidade de sorção de óleos seguindo as normas ASTM 726-12 de curta e longa duração e CT BIO n.º 95, e as cinéticas de sorção e dessorção de óleos. Os óleos usados nos ensaios ASTM e estudos cinéticos foram óleo diesel, petróleo intemperizado e lubrificante de transmissão SAE 85W-140. Pelo método CT BIO foram desenvolvidos ensaios apenas com os óleos diesel e lubrificante. Em meio heterogêneo foram realizados ensaios cinéticos de sorção e o estudo das isotermas de adsorção utilizando óleo diesel e petróleo intemperizado. A medida da espessura da manta indicou uma espessura real 29,2% menor que a nominal. Além disso, foi observado que a manta não apresentava uniformidade quanto à sua espessura e densidade, dependendo da região em que a amostra era coletada. As fibras apresentaram um diâmetro variável e morfologia de aspecto visual rugoso. As propriedades térmicas e grupos funcionais presentes na manta indicaram características de um PP isotático puro. Nos ensaios de sorção em meio homogêneo segundo método ASTM de longa duração, as capacidades máximas de sorção de óleo diesel, petróleo e lubrificante foram de 5,3; 12,3; e 18,7 g.g-¹, respectivamente. Observou-se que os resultados obtidos pelo método ASTM de curta e longa duração não apresentaram diferenças estatísticas significativas, e denotam valores de sorção crescentes conforme o emprego de óleos mais viscosos. Os estudos cinéticos em meio homogêneo indicaram uma rápida sorção e dessorção de óleo diesel e petróleo, ao contrário do óleo lubrificante que é mais viscoso. Em meio heterogêneo, observou-se que o valor da capacidade de sorção de óleo diesel no equilíbrio apresentou resultados semelhantes ao se variar a concentração do meio, diferentemente dos valores obtidos quando utilizado o petróleo como sorvato. Entre os modelos cinéticos testados para determinar a cinética de sorção em meio heterogêneo, o modelo de pseudo-segunda ordem foi o que melhor se correlacionou com os resultados experimentais. No estudo das isotermas de adsorção, Langmuir representou bem o processo de sorção de diesel, enquanto que tanto Langmuir como Freundlich e Tenkim apresentaram bons coeficiente de determinação quando o sorvato foi o petróleo. A manta apresentou resultados satisfatórios nos ensaios de flutuabilidade, assim como mostrou não conferir risco de toxicidade ao meio ambiente. Finalmente, obteve-se que o material sorvente pode ser reutilizado diversas vezes, apesar da elevada perda da sua capacidade de sorção após passar pelo primeiro ciclo de reuso. Nonwoven polypropylene sorbents (PP) are used for oil spill recovery due to their hydrophobic and oleophilic properties. The aim of this work was evaluate a nonwoven polypropylene sorbent with regard to its physicochemical features, oil sorption capacity, kinetics of sorption and desorption of oil, reusability, buoyancy, physical resistance in tough conditions and toxicity. The physicochemical study of the sorbent included the determination of its thickness, density, thermal (thermal gravimetric analysis and differential scanning calorimetry) and chemical properties (Fourier transform infrared spectroscopy) and fibers morphology (scanning electron microscopy). The sorption analysis were divided in tests performed in homogeneous (containing only oil) and in heterogeneous (cointaining oil and water) medium. In homogeneous medium were performed studies over de oil sorption capacity according to the testing methods ASTM 726-12 (short and long test) and CT BIO n.º 95, and the kinetics of sorption and desorption of oil. The oils utilized in the tests following the ASTM method and in the kinetic studies were diesel, weathered crude petroleum and lubricant oil SAE 85W-140. The studies related to the CT BIO method used only diesel and lubricant oil as sorbates. In heterogeneous medium were realized kinetics tests and the study of adsorption isotherms using diesel and weathered crude petroleum. The measure of the sorbent thickness revealed that the real thickness is 29,2% lower than the nominal value stated by the manufacturer. In addition, it was noted that the sorbent did not exhibit uniformity with regard to its thickness and density, depending on the region that the samples were collected. The fibers showed a variable diameter and a rough visual aspect. The thermal properties and functional groups present in the sorbent indicated similar characteristics of a pure isotatic PP. The oil sorption tests performed in homogeneous medium, according to the ASTM method of long duration, resulted in a maximum diesel, petroleum and lubricant sorption of 5.3; 12.3; and 18.7 g.g-¹. The variation of the results obtained using the ASTM method of short and long duration did not show significant statistical differences. The results indicate growing values of sorption when the viscosity is increased. The kinetics studies in homogeneous medium showed a fast process of sorption and desorption of diesel and petroleum, differently of the behavior observed for lubricant oil, which is more viscous. In heterogeneous medium and different concentrations, it was obtained that the values of the diesel sorption capacity in the equilibrium were similar, unlike the values obtained when using petroleum. Among the kinetic models used for the determination of the sorption kinetics in heterogeneous medium, the pseudo-second order model was the one that fitted the best to the experimental data. In the study of the adsorption isotherms, Langmuir represented successfully the diesel adsorption process, whereas both Langmuir as Freundlich and Temkin showed good coef icients of determination when the petroleum was used as the sorbate. The sorbent reached satisfactory results in the buoyancy tests and did not confer toxicity to the environment. Finally, it was noticed that the sorbent material can be reused plenty times, besides de high loss of its oil sorption capacity after the first cycle of reuse.