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metadata.teses.dc.title: Fuligem do bagaço de cana-de-açúcar: ativação da fração carbonácea por meio de processo inovador e teste de adsorção
metadata.teses.dc.title.alternative: Sugarcane bagasse soot: activation of the carbonaceous fraction through a innovative process and adsorption test.
metadata.teses.dc.creator: Castilho, Leandro Rossi
metadata.teses.dc.creator.Lattes: http://lattes.cnpq.br/0639646697675006
metadata.teses.dc.contributor.advisor1: Magalhães, Fabiano
metadata.teses.dc.contributor.referee1: Carvalho, Iara do Rosário Guimarães
metadata.teses.dc.contributor.referee2: Resende, Eliane Cristina de
metadata.teses.dc.subject: Bagaço de cana-de-açúcar - Fuligem
Carvão ativado
Contaminantes orgânicos
Óxido de ferro
Sugarcane bagasse soot
Activated carbon
Organic contaminants
Iron oxide
metadata.teses.dc.date.issued: 8-Aug-2018
metadata.teses.dc.identifier.citation: CASTILHO, L. R. Fuligem do bagaço de cana-de-açúcar: ativação da fração carbonácea por meio de processo inovador e teste de adsorção. 2016. 72 p. Dissertação (Mestrado Multicêntrico em Química de Minas Gerais)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2016.
metadata.teses.dc.description.resumo: Neste trabalho, o resíduo, fuligem do bagaço de cana-de-açúcar (FBCA), foi utilizado como matéria - prima para obtenção de carvão ativado (CA) por um processo inovador utilizando Fe2O3 para ativação do carvão. A ativação foi realizada pela mistura de FBCA com Fe2O3 em diferentes proporções (3:1 – 1:3 m/m) e aquecida a 900 0C por 1 hora em atmosfera inerte (N2). Após este processo os CAs foram separados magneticamente do Fe obtendo dois produtos para aplicações ambientais (CA e Fe). Os CAs foram lavados com solução HCl para remoção do ferro remanescente e nomeados de CALV. Os carvões e as amostras de ferro obtidas foram nomeados conforme proporção de FBCA e Fe2O3 (CA3:1, CA2:1, CA1:1, CA1:2, CA1:3, CALV3:1 ....CALV1:3, Fe3:1....Fe1:3), utilizados na ativação. As amostras de carvões obtidas e Fe foram testadas para adsorção e reações de degradação redutiva do corante azul de metileno (AM), respectivamente. As caracterizações dos carvões ativados foram realizadas por Espectroscopia Raman, DRX, MEV, EDS, TG, BET, CHN e as amostras de Fe foram caracterizadas por DRX. Os resultados obtidos por TG, análise elementar CHN e DRX mostraram que, após a lavagem dos CAs com solução de HCl, o ferro, que não foi removido na etapa da separação magnética, foi lixiviado pelo ácido. As medidas de área superficial BET, obtidas para as amostras CALVs, mostraram que a área específica aumentou com o teor de hematita utilizada na ativação e o carvão CALV1:3 apresentou área superficial igual a 2331 m2g-1, cerca de cinco vezes maior do que a da FBCA (438 m2g-1). Os resultados obtidos por espectroscopia Raman mostraram que as amostras de CA e CALV possuem carvão organizado (grafítico) e desorganizado. Os difratogramas obtidos, para as amostras de Fe, mostram que eles são constituídos, principalmente, por ferro metálico, formado durante a redução carbotérmica da hematita pelo carvão. Os testes de adsorção do AM pelos carvões mostram que a capacidade adsortiva aumentou com o teor de Fe2O3 utilizado na ativação, chegando a 1380 mgg-1 para o CALV1:3. Este valor é cerca de sete vezes maior do que o obtido para a FBCA. O tratamento matemático, para a cinética de adsorção, mostrou que os carvões seguem os modelos de pseudosegunda ordem. Os resultados obtidos com as amostras de Fenas reações para degradação redutiva do AM, mostraram que todos os materiais apresentam alta eficiência para descolorir o corante estudado.
metadata.teses.dc.description.abstract: In this work, Sugarcane Bagasse Soot (SCBS), which is a residue, was used as starting material to obtain Activated Carbon (AC) by an innovative process using Fe2O3. The activation was performed by mixing Fe2O3 with SCBS in different ratios (3:1 - 1:3 w/w) and heated to 900 °C for 1 hour in an inert atmosphere (N2). After this procedure, Fe was magnetically separated from the activated carbons in order to give two products that can be used in environmental applications (AC and Fe). The ACs were washed with HCl solution to remove the remaining iron. This material was labeled ACLV. The ACs and Fe-containing samples were labeled according to the proportion of SCBS and Fe2O3 (AC3:1, AC2:1, AC1:1, AC1:2, AC1:3, ACLV3:1.... ACLV1:3, Fe3:1 ... Fe1:3) that were used in the activation process. Carbon samples and Fe-containing samples were tested for adsorption and reductive degradation reactions, respectively, using Methylene Blue dye (MB). The characterization of the activated carbons were performed by Raman spectroscopy, XRD, SEM, EDS, TG, BET, CHN and Fe-containing samples were also characterized by XRD. Results from TG, CHN and XRD analysis showed that after washing the ACs with HCl solution the iron that was not removed from the magnetic separation step were completely leached by the acid. The BET surface area obtained for ACLVs samples showed that the specific area increased with the increasing of hematite content used for activation. Thereby, CALV1:3 presents a surface area of 2331 m2g-1, which is about five times higher than the SCBS surface area (438 m2g-1). Results from Raman spectroscopy showed that AC and ACLV samples have both organized (graphitic) and disorganized carbons. Diffractograms obtained for the Fecontaining samples showed that they are composed mainly by metallic iron, which were formed during the carbothermic reduction of hematite by the carbonaceous structure. MB adsorption tests showed that the adsorption capacity increased with the increase of Fe2O3 levels, reaching up to 1380 mg g-1 for ACLV1:3. This value is about seven times greater than that one obtained for SCBS. The qm values obtained from the Langmuir model were close to the experimental values and the RL values (Langmuir) and 1/n (Freundlich) indicate favorable adsorption of the MB dye. Mathematical treatment for adsorption kinetics showed that the activated carbons follow the models: pseudo-second order (Elovich equation) and Intraparticle Diffusion (IPD). Results from Fecontaining samples for the reductive degradation reactions showed that all materials have high efficiency in discoloring the dye herein studied.
metadata.teses.dc.identifier.uri: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/29918
metadata.teses.dc.publisher: Universidade Federal de Lavras
metadata.teses.dc.language: por
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