dissertação
Síntese de carbono mesoporoso derivado de amido e laponita como molde inorgânico para adsorção de surfactante
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Universidade Federal de Lavras
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Programa de Pós-Graduação em Agroquímica
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
No presente trabalho descreve-se a preparação de carbono mesoporoso
(CM) com base em biomassa, utilizando um molde de silicato lamelar e a
técnica de síntese pirolítica. O CM foi preparado pela adição de uma dispersão
coloidal aquosa de partículas da argila sintética laponita RD, numa dispersão
contendo amido de mandioca (AM) gelatinizado, na proporção de
polímero/argila de 1/1 (m/m). O gel resultante da mistura entre o AM e a argila
foi seco, dando origem a um composto hibrido orgânico-inorgânico (HA50%)
que foi pirolisado, sob fluxo de nitrogênio, a 850 °C. O material inorgânico,
proveniente da decomposição térmica da argila, foi removido por meio de
lavagens com soluções de HF e HCl, produzindo o CM. Este material, por fim,
foi utilizado em testes simulados de descontaminação de efluentes hídricos por
surfactantes. O material produzido foi caracterizado por uma série de análises,
dentre elas, difração de raios X no pó (DRXP), medida de área superficial BET e
microscopia eletrônica de varredura (MEV). O CM foi utilizado como
adsorvente em estudos para a remoção dos surfactantes
dodecilbenzenossulfonato de sódio (SDBS) e brometo de
hexadeciltrimetilamônio (CTAB) em suspensão aquosa. A avaliação da análise
de área superficial e do tamanho médio de poros demonstrou que o CM
apresentou elevada área superficial (1.008 m2·g-1) com isoterma típica de
materiais mesoporosos, tendo o tamanho médio de poros encontrado sido de,
aproximadamente, 50 Å. A adsorção dos surfactantes seguiu o comportamento
típico do modelo de isoterma de Langmuir e o modelo cinético foi de pseudo
segunda ordem. A capacidade máxima de adsorção dos surfactantes no CM foi
de 725,0 mg·g-1 para o SDBS e de 658,0 mg·g-1 para o CTAB.
Abstract
This work aims at describing the preparation of a type of mesoporous
carbon (MC) based on biomass using a lamellar silicate mold and a pyrolytic
synthesis technique. The MC was prepared by the addition of an aqueous
colloidal dispersion of particles of synthetic clay Laponite RD in a dispersion
containing gelatinized cassava starch (AM) in a ratio of 50/50 polymer/clay (%
m/m). The gel produced from the mixture of clay and AM was dried, originating
an organic-inorganic hybrid compound (HA50%), which was pyrolyzed under
nitrogen flow at 850 °C. The inorganic material produced from the thermal
decomposition was removed by washing with HF and HCl solutions, yielding
the MC. This resulting material was used in simulated tests for the
decontamination of effluents contaminated with surfactants. The material
produced was characterized by a series of tests: powder X-ray diffraction
(XRD), measurement of BET specific surface area, and scanning electron
microscopy (SEM). The MC was used as an adsorbent for removing the
surfactants Sodium dodecylbenzenesulphonate (SDBS) and
cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) in aqueous solution. The evaluation
of the surface area analysis and medium size pores demonstrated that MC had a
high surface area (1008 m2·g-1) with typical isotherm of mesoporous materials
and average pore size was found to be approximately 50 Å. The adsorption of
surfactants followed the typical behavior of the Langmuir isotherm model and
the kinetic model was considered as pseudo second order. The maximum
adsorption capacity of surfactants in the MC was 724.57 mg· g-1 for SDBS and
658.15 mg· g-1 for o CTAB.
Descrição
Área de concentração
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Citação
GONÇALVES, R. G. L. Síntese de carbono mesoporoso derivado de amido e laponita como molde inorgânico para adsorção de surfactante. 2016. 46 p. Dissertação (Mestrado em Agroquímica)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2016.
