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Caracterização e aplicação de serragem de pinus elliorrii da indústria moveleira na remoção do corante azul de metileno
| dc.contributor.advisor | Giovanela, Marcelo | |
| dc.contributor.author | Bortoluz, Jordana | |
| dc.contributor.other | Zorzi, Janete Eunice | |
| dc.contributor.other | Poletto, Matheus | |
| dc.contributor.other | Meier, Marcia Margarete | |
| dc.date.accessioned | 2020-05-28T19:29:38Z | |
| dc.date.available | 2020-05-28T19:29:38Z | |
| dc.date.issued | 2020-05-28 | |
| dc.date.submitted | 2020-02-28 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ucs.br/11338/6092 | |
| dc.description | 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. | pt_BR |
| dc.description.abstract | 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. | en |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES | pt_BR |
| dc.language.iso | pt | pt_BR |
| dc.subject | Resíduos vegetais | pt_BR |
| dc.subject | Pinus elliottii | pt_BR |
| dc.subject | Indústria de móveis | pt_BR |
| dc.subject | Azul de metileno | pt_BR |
| dc.subject | Adsorção | pt_BR |
| dc.subject | Temperatura atmosférica | pt_BR |
| dc.subject | Termodinâmica | pt_BR |
| dc.subject | Vegetable waste | en |
| dc.subject | Pinus elliottii | en |
| dc.subject | The furniture industry | en |
| dc.subject | Methylene blue | en |
| dc.subject | Adsorption | en |
| dc.subject | Atmospheric temperature | en |
| dc.subject | Thermodynamics | en |
| dc.title | Caracterização e aplicação de serragem de pinus elliorrii da indústria moveleira na remoção do corante azul de metileno | pt_BR |
| dc.type | Dissertação | pt_BR |
| mtd2-br.advisor.instituation | Universidade de Caxias do Sul | pt_BR |
| mtd2-br.advisor.lattes | http://lattes.cnpq.br/6403495535952248 | pt_BR |
| mtd2-br.author.lattes | BORTOLUZ, J. | pt_BR |
| mtd2-br.program.name | Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materia | pt_BR |
