Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UNIFAL-MG
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https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2334| Tipo do documento: | Dissertação |
| Título: | Obtenção de peças de Nb2O5 com biomassa inativa para aplicação em processos de adsorção |
| Título(s) alternativo(s): | Obtaining Nb2O5 pieces with inactive biomass for application in adsorption processes |
| Autor: | COSTA, Beatriz Caroline da  |
| Primeiro orientador: | GIRALDI, Tania Regina |
| Primeiro membro da banca: | FIGUEIREDO, Alberthmeiry Teixeira de |
| Segundo membro da banca: | PARIS, Elaine Cristina |
| Resumo: | O presente trabalho teve como principal objetivo a obtenção de pastilhas de Nb2O5 com biomassa inativa (aqui denominada lodo) e a avaliação da sua capacidade de adsorção, para íons manganês dispersos em meio aquoso. Primeiramente, o lodo foi caracterizado por análise térmica (TG/DTG), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e difratometria de raios X (DRX). Então, foram obtidas pastilhas em proporção mássica 95% Nb2O5: 5% lodo, por prensagem uniaxial e submetidas a tratamento térmico em temperaturas de 300, 400, 500, 600 e 900ºC. As pastilhas foram caracterizadas por porosidade aparente, densidade aparente, difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Ao analisar os resultados observou-se que no tratamento térmico em temperaturas de 300°C a 600ºC não se teve variações significativas nas características das peças, exceto na porosidade aparente, que aumentou gradativamente com o aumento da temperatura de tratamento térmico, variando de 35% para a amostra obtida a 300oC a 45% para amostra obtida a 900oC. Por outro lado, a amostra de 900oC sem lodo apresentou maior densidade e menor porosidade, fato evidenciado também por MEV. Nos estudos de adsorção para os íons Mn2+, não houve variação significativa da porcentagem de adsorção pelas pastilhas obtidas em diferentes temperaturas de tratamento térmico. Analisando as temperaturas extremas, obteve-se uma adsorção de 65% na pastilha tratada a 300ºC e 67% de adsorção nas amostras tratadas a 900ºC. As amostras obtidas a 300oC com lodo e sem lodo foram selecionadas para estudo de cinética de adsorção, isoterma de adsorção e reuso. A cinética de adsorção seguiu o modelo de pseudo segunda ordem tanto para as amostras com lodo como para as sem lodo. O modelo de isoterma que melhor se ajustou foi o de Freundlich paras a amostra sem lodo e de Langmuir para as amostras com lodo. Por fim, o material apresentou potencial aplicação para reuso. Utilizadas em cinco ciclos de adsorção, a porcentagem de Mn2+ foi em média 67% sem a ocorrência de dessorção. Assim, a pastilha apresenta estabilidade na retenção de íons Mn2+, e potencial para a aplicação e desenvolvimento de adsorventes para a remoção de íons metálicos. |
| Abstract: | The main objective of this work was to obtain Nb2O5 pellets with inactive biomass (here called sludge) and to evaluate its adsorption capacity for manganese ions dispersed in an aqueous medium. First, the sludge was characterized by thermal analysis (TG/DTG), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD). Then, pellets were obtained in a mass ratio of 95% Nb2O5: 5% sludge, by uniaxial pressing and subjected to heat treatment at temperatures of 300, 400, 500, 600 and 900ºC. The pellets were characterized by apparent porosity, apparent density, X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). When analyzing the results, it was observed that in the heat treatment at temperatures from 300°C to 600°C there were no significant variations in the characteristics of the parts, except for the apparent porosity, which gradually increased with the increase in the heat treatment temperature, ranging from 35% for the sample obtained at 300°C to 45% for the sample obtained at 900°C. On the other hand, the 900°C sample without sludge showed higher density and lower porosity, a fact also evidenced by SEM. In the adsorption studies for Mn2+ ions, there was no significant variation in the percentage of adsorption by the pellets obtained at different heat treatment temperatures. Analyzing the extreme temperatures, an adsorption of 65% was obtained in the pellet treated at 300ºC and 67% of adsorption in the samples treated at 900ºC. The samples obtained at 300°C with and without sludge were selected for the study of adsorption kinetics, adsorption isotherm and reuse. The adsorption kinetics followed the pseudo second order model both for samples with and without sludge. The isotherm model that best fitted was the Freundlich model for the sample without sludge and the Langmuir model for the samples with sludge. Finally, the material presented potential application for reuse. Used in five cycles of adsorption, the percentage of Mn2+ averaged 67% without the occurrence of desorption. Thus, the pellet presents stability in the retention of Mn2+ ions, and potential for the application and development of adsorbents for the removal of metallic ions. |
| Palavras-chave: | Lodo. Adsorção. Íons metálicos. Contaminação aquática. |
| Área(s) do CNPq: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Instituição: | Universidade Federal de Alfenas |
| Sigla da instituição: | UNIFAL-MG |
| Departamento: | Instituto de Ciência e Tecnologia |
| Programa: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
| Citação: | COSTA, Beatriz Caroline da. Obtenção de peças de Nb2O5 com biomassa inativa para aplicação em processos de adsorção. 2023. 77 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de Alfenas, Poços de Caldas, MG, 2023. |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2334 |
| Data de defesa: | 10-Jan-2023 |
| Aparece nas coleções: | Mestrado |
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| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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| Dissertacao_BeatrizCarolineDaCosta_2023_PPGCEM.pdf | 1,63 MB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar |
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