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Desenvolvimento de adsorvente à base de taninos aplicado na remoção de corantes em sistemas aquosos

This study presents an innovative adsorbent material, obtained from the dialysis of an aqueous solution of condensed tannins functionalized with amino groups. After dialysis, freezing the dialysate solution leads to the formation of a waterinsoluble precipitate (TND). The dialyzed material was chara...

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Autor principal:	Bonifácio, Evandro
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Taninos Adsorção Resíduos industriais Tannins Adsorption Factory and trade waste CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA Engenharia/Tecnologia/Gestão
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5312
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id	riut-1-5312
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spelling	riut-1-53122020-10-28T06:01:05Z Desenvolvimento de adsorvente à base de taninos aplicado na remoção de corantes em sistemas aquosos Development of tannin-based adsorbent applied to dye removal in aqueous systems Bonifácio, Evandro Martins, Alessandro Francisco https://orcid.org/0000-0003-1002-3436 http://lattes.cnpq.br/6465172583349458 Canesin, Edmilson Antonio https://orcid.org/0000-0002-5067-4113 http://lattes.cnpq.br/4241584562789403 Martins, Alessandro Francisco https://orcid.org/0000-0003-1002-3436 http://lattes.cnpq.br/6465172583349458 Santiago, Cosmo Damião http://orcid.org/0000-0001-6971-0586 http://lattes.cnpq.br/6835681694355609 Moraes, Juliana Carla Garcia https://orcid.org/0000-0002-0223-1676 http://lattes.cnpq.br/9739978737902219 Taninos Adsorção Resíduos industriais Tannins Adsorption Factory and trade waste CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA Engenharia/Tecnologia/Gestão This study presents an innovative adsorbent material, obtained from the dialysis of an aqueous solution of condensed tannins functionalized with amino groups. After dialysis, freezing the dialysate solution leads to the formation of a waterinsoluble precipitate (TND). The dialyzed material was characterized by spectroscopy in the infrared region with Fourier transform (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Zeta potential measurements (PZ) obtaining values positive in the pH 2.0 and 4.0 range, remaining practically constant ([zeta] = 5.0 mV). However, from pH 4.0, the values of [zeta] decrease to negative values, reaching -15,59 mV at pH 6.0, suggesting the applicability in the adsorption of anionic and cationic dyes. The adsorbent was applied in adsorption studies to remove the dyes acid black 172 (AcB) and methylene blue (AM). Kinetic and equilibrium studies were performed, where the pseudo-first order kinetic model showed better fit in the adsorption process of the AcB (R2 = 0.983), while the pseudo-second order kinetic model showed better fit for AM (R2 = 0.986). For both processes, the isothermal model that showed the best fit was the Sips model, in which the maximum amount (qmax) removed from the dyes reached 99.5 mg g–1 for AcB (R2 = 0.993) and 306.7 mg g–1 for the AM (R2 = 0.970). Thermodynamic evaluation revealed that the adsorption process is spontaneous, since they presented negative ΔGo for AcB (–3.33 kJ mol–1) and for AM (–4.16 kJ mol–1), the adsorption process has a physical character and endothermic. TND showed regeneration potential, indicated by three cycles of adsorption/desorption. After adsorption, XPS spectra confirmed the presence of dyes on the surface of the adsorbent material. The tannin-based adsorbent is efficient for removing dyes from aqueous systems. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Este estudo apresenta um material adsorvente inovador, obtido a partir da diálise de uma solução aquosa de taninos condensados funcionalizados com grupos amino. Após diálise, o congelamento da solução dialisado leva à formação de um precipitado insolúvel em água (TND). O material dialisado foi caracterizado através de espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), microscopia eletrônica de varredura (SEM), espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS) e medidas de potencial Zeta (PZ) obtendo valores de [zeta] positivos na faixa de pH 2,0 e 4,0, mantendo-se praticamente constantes ([zeta] = 5,0 mV). Porém, a partir de pH 4,0, os valores de [zeta] diminuem para valores negativos, alcançando -15,59 mV em pH 6,0, sugerindo a aplicabilidade na adsorção de corantes aniônicos e catiônicos . O adsorvente foi aplicado em estudos de adsorção para remoção dos corantes acid black 172 (AcB) e azul de metileno (AM). Estudos cinéticos e de equilíbrio foram realizados, onde o modelo cinético pseudo-primeira ordem apresentou melhor ajuste no processo de adsorção do AcB (R2 = 0,983), enquanto o modelo cinético pseudo-segunda ordem apresentou melhor ajuste para AM (R2 = 0,986). Para ambos os processos o modelo isotérmico que apresentou melhor ajuste foi o de Sips, em que, a quantidade máxima (qmax) removida dos corantes alcançou 99,5 mg g–1 para o AcB (R2 = 0,993) e 306,7 mg g–1 para o AM (R2 = 0,970). Avaliação termodinâmica revelou que o processo de adsorção é espontâneo, pois, apresentaram ΔG o negativos para AcB (–3,33 kJ mol–1) e para AM (–4,16 kJ mol–1). O processo de adsorção apresenta caráter físico e endotérmico. O TND apresentou potencial de regeneração, indicado por três ciclos de adsorção/dessorção. Após adsorção, espectros de XPS confirmaram à presença dos corantes na superfície do material adsorvente. O adsorvente à base de taninos apresenta eficiência para remover corantes de sistemas aquosos. 2020-10-27T16:59:42Z 2021-08-13 2020-10-27T16:59:42Z 2020-08-13 masterThesis BONIFÁCIO, Evandro. Desenvolvimento de adsorvente à base de taninos aplicado na remoção de corantes em sistemas aquosos. 2020. 99 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2020. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5312 por embargoedAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Londrina Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental UTFPR
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description	This study presents an innovative adsorbent material, obtained from the dialysis of an aqueous solution of condensed tannins functionalized with amino groups. After dialysis, freezing the dialysate solution leads to the formation of a waterinsoluble precipitate (TND). The dialyzed material was characterized by spectroscopy in the infrared region with Fourier transform (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Zeta potential measurements (PZ) obtaining values positive in the pH 2.0 and 4.0 range, remaining practically constant ([zeta] = 5.0 mV). However, from pH 4.0, the values of [zeta] decrease to negative values, reaching -15,59 mV at pH 6.0, suggesting the applicability in the adsorption of anionic and cationic dyes. The adsorbent was applied in adsorption studies to remove the dyes acid black 172 (AcB) and methylene blue (AM). Kinetic and equilibrium studies were performed, where the pseudo-first order kinetic model showed better fit in the adsorption process of the AcB (R2 = 0.983), while the pseudo-second order kinetic model showed better fit for AM (R2 = 0.986). For both processes, the isothermal model that showed the best fit was the Sips model, in which the maximum amount (qmax) removed from the dyes reached 99.5 mg g–1 for AcB (R2 = 0.993) and 306.7 mg g–1 for the AM (R2 = 0.970). Thermodynamic evaluation revealed that the adsorption process is spontaneous, since they presented negative ΔGo for AcB (–3.33 kJ mol–1) and for AM (–4.16 kJ mol–1), the adsorption process has a physical character and endothermic. TND showed regeneration potential, indicated by three cycles of adsorption/desorption. After adsorption, XPS spectra confirmed the presence of dyes on the surface of the adsorbent material. The tannin-based adsorbent is efficient for removing dyes from aqueous systems.
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