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dc.contributor.advisorMangrich, Antonio Salvio, 1939-pt_BR
dc.contributor.authorSchultz, Julianapt_BR
dc.contributor.otherUniversidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Químicapt_BR
dc.date.accessioned2018-08-23T16:34:37Z
dc.date.available2018-08-23T16:34:37Z
dc.date.issued2016pt_BR
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1884/48962
dc.descriptionOrientador : Prof. Dr. Antonio Sálvio Mangrichpt_BR
dc.descriptionTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 30/08/2016pt_BR
dc.descriptionInclui referências : f. 100-109pt_BR
dc.description.abstractResumo: O Brasil é um dos maiores produtores de biomassa do mundo e muitas vezes, essa biomassa não é utilizada pela indústria geradora, podendo transformar em um poluente ambiental. A indústria de tanino, utiliza a casca da Acacia mearnsii, mais conhecido como acácia negra para a obtenção do seu produto, porém a casca da acácia negra contém somente 20-40% de tanino, resultando em cerca de 70% de resíduos após a sua extração. Neste trabalho foi usada a casca esgotada da acácia negra para a produção de carvão ativado, um material que é amplamente utilizado como adsorvente. Utilizou-se ZnCl2 como reagente de ativação química, que foi testado em dois diferentes tempos de impregnação (06:30 e 13 h), além de duas taxas de aquecimento (5 e 10 °C/min) e duas temperaturas de carbonização (400 oC e 600 oC). Para as amostras com maior área superficial específica (ASE), realizou-se novo experimento utilizando menor proporção de ZnCl2. As amostras foram caracterizadas por MEV, Raman, FTIR, EPR e pelo BET. Por MEV foi observado uma morfologia superficial irregular. Fendas, fissuras e poros foram observadas em algumas das imagens de MEV. Nos espectros de FTIR foram observadas principalmente bandas de estiramento O-H, C-H, C-O, C=C e deformação axial de grupos C=O. Na análise por EPR, as amostras apresentaram uma única linha de ressonância com g ~ 2,00 característica de radical livre orgânico (RLO). Foram observadas variações na valores g para o RLO, com as diferentes taxas de aquecimento, bem como a variação da largura de linha de acordo com a temperatura final de carbonização. A maioria das amostras mostraram uma ASE acima 1000 m2 g-1, com um valor médio de 1360 m2 g-1, em que a maior ASE foi de 1525 m2 g-1. Todas as amostras apresentaram microporos de acordo com a IUPAC, com um valor médio de 1,4 nm. As amostras preparadas, juntamente com uma amostra de carvão ativado comercial (CAC), foram testadas na adsorção dos hormônios estrona (E1), 17-?estradiol (E2) e 17-?etinilestradiol (EE2). As amostras com as mais elevadas ASE mostraram uma remoção de 100 % para os três hormônios em 60 min de tempo de contato, enquanto o CAC mostrou uma adsorção máxima de 97% somente após 180 min de contato. Para investigar o mecanismo de adsorção dos hormônios, constantes de adsorção foram determinadas utilizando-se os modelos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem, ordem geral e difusão intra-partícula. Para avaliar a capacidade máxima de adsorção (Qmax), escolheu-se a amostra com os melhores resultados perante adsorção dos hormônios e realizou-se um estudo de equilíbrio utilizando o corante violeta cristal, obtendo-se um valor de Qmax de 235,2 mg g-1. Palavras-chave: carvão ativado, biomassa residual, acácia negra, adsorção, hormônios, micropoluentes.pt_BR
dc.description.abstractAbstract: Brazil is one of the biggest biomass producers in the world, and often this biomass is not used for the generating industrial products, could transform in an environmental pollutant. The tannin industry, used the bark of Acacia mearnsii, known as black wattle for obtaining their product, however the black wattle bark contains only 20-40% tannin, resulting in about 70% of the residues after extraction. In this work we used exhausted shell of black wattle for the production of activated carbon, a material that is widely used as adsorbent. We used ZnCl2 as activating chemical reagent. It was tested two different impregnation times (6:30 and 13h), as well as were tested two carbonization heating rate (5 and 10 °C/min) and two carbonization temperature (400oC and 600oC). For the samples with higher specific surface area (SSA), a new experiment using smaller proportion of ZnCl2 was made. The samples were characterized by SEM, Raman, FTIR, EPR and by the BET methods. By SEM analyses was observed that the superficial morphology were irregular and varied. Cracks, crevices and pores were observed in some of the SEM images. In the FTIR spectra were observed mainly stretching bands O-H, C-H, C-O, C=C and axial deformation of C=O groups. In the EPR analysis, the samples showed a single resonance line with g ~ 2.00 characteristic from OFR. Variances in the EPR g values for the OFR, with the heating ratedifferences, as well as linewidth variation according to the final temperature of carbonization were observed. Most samples showed a specific surface area (SSA) above 1000 m2 g-1, with a mean value of 1360 m2 g-1, where the largest SSA was 1525 m2 g-1.All the samples showed micropores according to the IUPAC, with a mean value of 1.4 nm. The prepared samples, along with a commercial activated carbon sample (CAC), were tested in the adsorption of hormones estrone (E1), 17-?estradiol (E2) and 17-?etinilestradiol (EE2). Samples with higher SSA showed a removal of 100% for all three hormones in 60 min of contact time, while the CAC showed a maximum adsorption of 97% after 180 min comment contact. To investigate the mechanism of hormone adsorption, adsorption constants were determined using pseudo-first order, pseudo second-order, general order and intraparticle diffusion model. To evaluate the maximum adsorption capacity (Qmax), the sample with the best results of hormone adsorption was chosen for achieving a equilibrium study using crystal violet dye, the result of Qmax was 235.2 mg g -1. Key-words: activated carbon, biomass waste, black wattle, adsorption, hormones, micropollutants.pt_BR
dc.format.extent135 f. : il. algumas colr., gráfs., tabs.pt_BR
dc.format.mimetypeapplication/pdfpt_BR
dc.languagePortuguêspt_BR
dc.relationDisponível em formato digitalpt_BR
dc.subjectQuímicapt_BR
dc.subjectCarvãopt_BR
dc.subjectBiomassapt_BR
dc.subjectPoluentespt_BR
dc.subjectTesespt_BR
dc.titleObtenção de carvão ativado a partir de biomassa residual para a adsorção de poluentespt_BR
dc.typeTesept_BR


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