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Título: Síntese e caracterização de biocarvões ativados a partir de resíduos de biomassa aplicados na remoção do herbicida 2,4-D em água
Autor(es): Brito, Gilberto Maia de
Orientador: Coelho, Edumar Ramos Cabral
Coorientador: Freitas, Jair Carlos Checon de
Data do documento: 11-Dez-2018
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Neste trabalho foi sintetizado e caracterizado materiais carbonosos porosos e aplicados na remoção do herbicida 2,4-D presente em amostra de água contaminada por meio da adsorção. Os carvões ativados (CAs) foram preparados utilizando três tipos diferentes de precursores de origem renovável e bastante comuns no Brasil: o bagaço da cana de açúcar, a casca do coco e o endocarpo do babaçu. O processo de produção dos carvões ativados foi conduzido por meio da carbonização e ativação física (com vapor de água) simultâneos dentro de um forno horizontal com rampa de aquecimento de 5,0 ºC min-1 até 800,0 ºC, com injeção de água em 200,0 ºC e com tempo de residência de 1 hora em 800,0 ºC. Também foram produzidos materiais carbonizados com os mesmos tipos de precursores e nas mesmas condições, porém sem ativação física para fins de comparação. Os CAs e as amostras carbonizadas foram caracterizados pelas técnicas: área superficial específica, termogravimetria, difração de raios-x, infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, ressonância magnética nuclear e análise elementar do teor de oxigênio. As amostras dos CAs produzidos foram comparados com amostras comerciais produzidas pelas empresas Bahia Carbon (CA_BhC) e Merck (CA_MK), além de outros trabalhos reportados na literatura, em termos de área superficial específica utilizando o modelo proposto por Brunauer-Emmett-Teller por adsorção de gás N2 a 77 K. Os valores de área superficial específica encontrados para as amostras de carvões do bagaço da cana, da casca do coco e do babaçu foram iguais a 547, 991 e 1068 m2 g-1, respectivamente. O processo cinético de adsorção do 2,4-D em solução aquosa nos CAs foi estudado segundo os modelos de Langmuir e de Freundlich e comparados entre si. Já o estudo da interação intermolecular HerbicidaCarvão Ativado, considerando dois tipos de herbicidas, o (N-(fosfonometil)glicina) (glifosato) e o 2,4-D, foi realizada à luz da Modelagem Molecular Computacional pelo método semi empírico e os parâmetros termodinâmicos foram obtidos e avaliados.
In this work, porous and applied carbonaceous materials were synthesized and characterized in the removal of the 2,4-D herbicide present in contaminated water samples by adsorption. Activated carbons (ACs) were prepared using three different types of precursors of renewable origin and very common in Brazil: sugarcane bagasse, coconut shell and endocarp of babassu coconut. The activated charcoal production process was conducted by simultaneous carbonization and physical (steam) activation in a horizontal furnace with a heating ramp of 5.0 ° C min-1 to 800.0 °C, with a water injection of 200.0 ºC and with residence time of 1 hour at 800.0 ºC. Carbonized materials with the same types of precursors were also produced under the same conditions, but without physical activation for comparison purposes. The ACs and carbonized samples were characterized by the following techniques: specific surface area, thermogravimetry, X-ray diffraction, infrared, scanning electron microscopy, nuclear magnetic resonance and elemental analysis of oxygen content. The samples of the ACs produced were compared with commercial samples produced by the companies Bahia Carbon and Merck, in addition to other studies reported in the literature, in terms of specific surface area using the model proposed by BrunauerEmmett-Teller by adsorption of N2 gas at 77 K. The specific surface area values found for the carbon samples from sugarcane bagasse, coconut husk and endocarp of babassu coconut were equal to 547, 991 and 1068 m2 g -1 , respectively. The kinetic adsorption process of 2,4-D in aqueous solutions in the ACs was studied according to the Langmuir, Freundlich and other models and compared to each other. In the study of the intermolecular interaction Herbicide-Activated Charcoal, considering two types of herbicides, the (N- (phosphonomethyl) glycine (glyphosate) and 2,4-D, was carried out in the light of Computational Molecular Modeling by the semi empirical method and the thermodynamic parameters were obtained and evaluated.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10892
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