Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11612/435
Author: Lima, Sara Nepomuceno Patriota
Advisor: Mulholland, Daniel Santos
Title: Caracterização das fibras de buriti e sua aplicabilidade como adsorvente de metais e corantes
Keywords: Pecíolos de buriti;Caracterização;Adsorção;Biomassa;Buriti petioles;Caracterization;Adsorption;Biomass
Issue Date: 12-Apr-2017
Publisher: Universidade Federal do Tocantins
Program: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia - PPGB
Citation: LIMA, Sara Nepomuceno Patriota. Caracterização das fibras de buriti e sua aplicabilidade como adsorvente de metais e corantes.2017.97f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) – Universidade Federal do Tocantins, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Gurupi, 2017.
Resumo: Pecíolos de Buriti foram utilizados como adsorvente para remoção do metal cobre (II) e do corante Azul de Metileno. O adsorvente foi caracterizado pela técnica de FTIR, MEV/EDS, RMN, TGA/DTA e PCZ. O efeito de diferentes fatores como pH da solução, tamanho da partícula e tempo de contato foram testados. Após a otimização das condições experimentais, estudos de adsorção foram conduzidos os resultados e ajustados aos modelos das isotermas de Langmuir, Freundlich, Temkin e Dubinin-Radushkevich. O FTIR evidenciou os principais grupos funcionais presentes no adsorvente como O-H, C=O e COOH. A análise de MEV/EDS apresentou uma superfície heterogênea e confirmou a presença de Cu após a adsorção. O espectro de RMN 13C identificou os constituintes da fibra de buriti que foram a celulose e a lignina. A análise térmica TGA/DTA obteve o comportamento térmico do material com informações referentes à estabilidade térmica e ao teor de resíduos. O PCZ foi de 6,2 valor do pH no qual a carga superficial total da biomassa é nula. Para o Cu (II) o pH ótimo foi 4,5 utilizando 30 min como tempo necessário para atingir o equilíbrio e temperatura de 25ºC. O modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais pelo método de regressão linear foi de Langmuir com R2 de 0,9903 com qmáx de 14,20 mg/g e pelo método de regressão não linear aplicando a função da soma dos quadrados dos erros (ERRSQ) o modelo que melhor se ajustou foi de Freundlich com ERRSQ de 0,0475. Para o corante azul de metileno o pH ideal ficou entre 6 e 8, tempo de contato de 30 min sendo o modelo cinético de pseudossegunda ordem se ajustou melhor aos dados experimentais. O modelo de adsorção Dubinin-Radushkevich teve melhor aplicabilidade de acordo com o método de regressão linear com R2 de 0,9982 e com o valor de energia (E) menor de 8 kJ/mol indicando que o processo de adsorção é de natureza física. Pelo método de regressão não linear aplicando a função da soma dos quadrados dos erros (ERRSQ) o modelo que melhor se ajustou foi de Langmuir com ERRSQ de 0,008. As fibras de Buriti são resíduos lignocelulósicos muito eficientes na adsorção de efluentes, sendo uma alternativa renovável, biodegradável e de baixo custo.
Abstract: Buriti pellets were used as adsorbents for the removal of Copper (II) metal and Methylene Blue dye. The adsorbent was characterized by the FTIR, SEM/EDS, NMR, TGA/DTA and PCZ technique. The effect of different factors such as solution pH, particle size and contact time were tested. After optimization of the experimental conditions, adsorption studies were conducted and the results adjusted to the models to the Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich isotherm models. The FTIR showed the main functional groups present in the adsorbent as O-H, C=O and COOH. The SEM/EDS analysis showed a heterogeneous surface and confirmed the presence of Cu after the adsorption. 13C NMR spectrum identified the constituents of buriti fiber which were cellulose and lignin. Thermal analysis TGA/DTA obtained the thermal behavior of the material with information regarding thermal stability and residue content. The PCZ was 6.2 pH value at which the total biomass surface charge was zero. For Cu (II) the optimum pH was 4.5 using 30 min as the time needed to reach equilibrium and temperature of 25 °C. The model that best fit the experimental data by the linear regression method was Langmuir with R2 of 0.9903 with qmáx of 14.20 mg/g and the non-linear regression method applying the error squares sum function (ERRSQ) The model that best fit was Freundlich with ERRSQ of 0.0475. For the methylene blue dye the ideal pH was between 6 and 8, contact time of 30 min and the kinetic model of pseudosecond order was better fitted to the experimental data. The Dubinin-Radushkevich adsorption model had better applicability according to the linear regression method with R2 of 0.9982 and with the energy value (E) less than 8 kJ/mol indicating that the adsorption process is physical in nature. By the nonlinear regression method applying the sum of error squares (ERRSQ) function, the model that best fit was Langmuir with ERRSQ of 0.008. Buriti fibers are very efficient lignocellulosic residues in the adsorption of effluents, being a renewable, biodegradable alternative and of low cost.
URI: http://hdl.handle.net/11612/435
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