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Tipo: Dissertação
Título: Preparo e caracterização do compósito óxido de ferro/nanotubos de carbono-ácido húmico/dióxido de manganês e avaliação na remoção de metais pesados de águas
Preparation and characterization of iron oxide/carbon nanotubes-humic acid/manganese dioxide composite and evaluation of heavy metals removal from water
Autor(es): Souza, Carlos Henrique Ferreira de
Abstract: O compósito magnético Fe/NTC-AH/MnO 2 foi preparado utilizando nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTC), óxido de ferro (Fe), ácido húmico (AH) e dióxido de manganês (MnO 2 ) formado “in situ” a partir do KMnO 4 . O compósito foi avaliado na adsorção dos metais Cu 2+ , Zn 2+ e Ni 2+ de soluções aquosas e na adsorção multicomponente de efluente real de indústria de galvanoplastia e efluente sintético de indústria cloroalcalina. O adsorvente foi caracterizado por Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia no Infravermelho (IV), Espectroscopia Raman, adsorção/dessorção de N 2 , Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS). A remoção dos metais de soluções aquosas foi avaliada através de experimentos de adsorção em batelada. O pH considerado ideal para adsorção foi o pH 5,0, em que o compósito apresentou a maior porcentagem de remoção dos cátions sem o efeito de precipitação dos metais. Observou-se que em 120 minutos foi atingido o equilíbrio de adsorção para o Cu 2+ e Zn 2+ e 300 minutos para o Ni 2+ . A cinética de adsorção dos metais seguiu o modelo de pseudo-segunda ordem. Ajustaram-se isotermas de adsorção aplicando os modelos de Langmuir e Freundlich aos resultados de equilíbrio. A capacidade máxima de adsorção, obtida a partir do modelo de Langmuir, foram de 116,2, 101,0 e 72,3 mg g - para Cu, Zn e Ni, respectivamente, na temperatura de 25 °C, dose de 1,0 g L -1 e pH 5,0. A reutilização do adsorvente foi avaliada através da dessorção com soluções de citrato de sódio a 0,1 mol L -1 em sucessivos ciclos de adsorção/dessorção. A eficiência de reutilização do compósito pôde ser comprovada por até cinco ciclos consecutivos de adsorção/dessorção. A aplicação do compósito magnético Fe/NTC-AH/MnO 2 em efluente real de galvanoplastia e efluente sintético de indústria cloroalcalina comprovou a grande aplicabilidade do adsorvente para ser utilizado em tratamento de águas contaminadas por metais pesados.
Fe/MWCNT-HA/MnO 2 magnetic composite was prepared using multi-walled carbon nanotubes (MWCNT), iron oxide (Fe), humic acid (HA) and manganese dioxide (MnO 2 ) that was formed in situ from KMnO 4. The composite was evaluated in the adsorption of Cu 2+ , Zn 2+ e Ni 2+ metals from aqueous solution and in the multicomponent adsorption of real effluent from electroplating industry and synthetic chlor-alkali industry effluent. The adsorbent was characterized by X-ray diffraction (XRD), Infrared Spectroscopy (IR), Raman Spectroscopy, N 2 adsorption/desorption, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). The metals removal from aqueous solutions were evaluated through batch adsorption experiments. The ideal pH for adsorption was pH 5.0, wherein the composite showed the highest percentage of cations removal without the effect of metals precipitation. It was observed that in 120 minutes the adsorption equilibrium for Cu 2+ and Zn 2+ was reached and in 300 minutes the equilibrium was reached for Ni 2+ . The adsorption kinetics of metals followed pseudo-second order model. Adsorptions isotherms were adjusted by applying the Langmuir and Freundlich models to the equilibrium results. The maximum capacity of adsorption, obtained from the Langmuir model, was 116.2, 101.0, and 72.3 mg g -1 for Cu, Zn, and Ni, respectively, in the temperature of 25 °C, a dose of 1,0 g L -1 e pH 5,0. The reuse of the adsorbent was evaluated through the desorption with 0.1 mol L -1 sodium citrate solutions in successive adsorption/desorption cycles. The reuse efficiency of the composite was proved by up to five consecutive cycles of adsorption/desorption. The application of the magnetic composite Fe/MWCNT-HA/MnO 2 in real effluent from electroplating industry and synthetic chlor-alkali industry effluent proved the great applicability of the adsorbent to be used in the treatment of water contaminated by heavy metals.
Palavras-chave: Materiais nanoestruturados
Nanocompósito
Metais pesados - Remoção
Água residuais - Purificação
Efluentes
CNPq: Química Analítica
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Titulação: Mestre em Agroquímica
Citação: SOUZA, Carlos Henrique Ferreira de. Preparo e caracterização do compósito óxido de ferro/nanotubos de carbono-ácido húmico/dióxido de manganês e avaliação na remoção de metais pesados de águas. 2018. 66 f. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2018.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://locus.ufv.br//handle/123456789/27613
Data do documento: 23-Fev-2018
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