Biossorção de íons metálicos utilizando caroço de açaí (Euterpe Oleracea Mart.) como adsorvente alternativo

Export iten:

Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.unioeste.br/handle/tede/1458

Tipo do documento:	Tese
Title:	Biossorção de íons metálicos utilizando caroço de açaí (Euterpe Oleracea Mart.) como adsorvente alternativo
Other Titles:	Biosorption of metallic ions using endocarp of açaí berry (Euterpe oleracea Mart.) as alternative biosorbent
Autor:	Rech, Angela Laufer
Primeiro orientador:	Gonçalves Júnior, Affonso Celso
Primeiro membro da banca:	Silva, Tiago Roque Benetoli da
Segundo membro da banca:	Stangarlin, José Renato
Terceiro membro da banca:	Oliveira, Paulo Sérgio Rabello de
Quarto membro da banca:	Dragunski, Douglas Cardoso
Resumo:	A biossorção configura como alternativa promissora para a remediação de águas contaminadas. Assim, este trabalho teve como objetivo investigar a potencialidade do uso de caroço de açaí (Euterpe oleracea M.) como adsorvente alternativo na remoção de Cd2+, Pb2+, Cr3+, Cu2+ e Zn2+ de soluções aquosas monoelementares fortificadas. Após a caracterização do biossorvente por meio de microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia na região do infravermelho, foram realizados testes de adsorção objetivando determinar as condições ideais de pH, massa de adsorvente e tempo de contato para o processo de adsorção. A cinética de adsorção foi avaliada pelos modelos de pseudoprimeira ordem, pseudossegunda ordem, Elovich e difusão intrapartícula. Ainda, foram realizados estudos comparativos com o carvão ativado. Além disso, foram avaliados a capacidade de eluição dos adsorventes e a influência da temperatura no processo de adsorção. A partir dos resultados obtidos, foram construídas as isotermas de adsorção, as quais foram linearizadas conforme os modelos matemáticos de Langmuir, Freundlich e Dubinin-Radusckevich. A caracterização estrutural do biossorvente permitiu identificar grupos funcionais que indicam a presença de lignina e celulose, e a caracterização morfológica indicou uma estrutura lamelar, assim, por apresentar tais características, o biossorvente apresenta condições favoráveis para a adsorção dos íons metálicos estudados. Os estudos em função da massa do biossorvente caroço de açaí e do pH das soluções aquosas indicaram, o pH ideal de 6,0 e 5,0 para Cd2+, Pb2+ e de 4,0 para Cr3+, Cu2+ e Zn2+, bem como, a utilização de 8, 20 e 12 g L-1 (massa do biossorvente por volume de solução) para Cd2+, Pb2+ e Cr3, respectivamente, e a utilização de 8 g L-1 para Cu2+ e Zn2+. O tempo de equilíbrio dinâmico ideal para o processo de biossorção foi de 60 min. Com a aplicação dos modelos cinéticos sugere-se que para todos os íons metálicos estudados, o principal passo limitante para a biossorção pode ser a quimiossorção. Quanto às isotermas de adsorção, o modelo que representou o melhor ajuste para a biossorção de Cd2+, Cr3+, Cu2+ e Zn2+ foi o de Langmuir, indicando uma adsorção em monocamadas. Já, em termos do íon Pb2+, o modelo que melhor se ajustou foi o de Freundlich, o qual assume que a adsorção ocorre em sistema de multicamadas. Os valores de eluição foram baixos, indicando uma forte interação dos metais com a superfície do adsorvente. Os parâmetros termodinâmicos indicaram que, para os íons Cd2+, Pb2+, Cu2+ e Zn2+ o processo de biossorção é espontâneo e endotérmico. Para o íon Cr3+, o processo não é espontâneo e apresenta natureza exotérmica. De maneira geral, pelos resultados obtidos, pode-se concluir que a utilização de caroço de açaí como biossorvente é uma alternativa para remediação de águas contaminadas, uma vez que este material é natural, de baixo custo e de alta disponibilidade
Abstract:	The biosorption configures as alternative for the remediation of contaminated waters. Thus, this study aimed to investigate the potential of the use of endocarp of açaí berry (Euterpe oleracea M.) as alternative adsorbent for the removal of Cd2+, Pb2+, Cr3+, Cu2+ and Zn2+ of aqueous contaminated solutions. After the biosorbent characterization by scanning electron microscopy and infrared spectroscopy were performed adsorption tests aiming to determine the ideal conditions of pH, adsorbent mass and contact time for the adsorption process. The kinetics of adsorption was evaluated by the models of pseudo first order, pseudo second order, Elovich and intraparticle diffusion. Also were performed comparative studies with active coal. Besides, were evaluated the desorption capacity of adsorbents and the influence of temperature in the adsorption process. By the obtained results were built adsorption isotherms, which were linearized by mathematical models of Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich. The structural characterization of the biosorbent allowed identifying functional groups such as lignin and celluloses, and the morphological characterization shown a lamelar structure. By the presence of all the above characteristics the biosorbent present favorable conditions for metallic ions adsorption. The studies relating adsorbent mass of endocarp of açaí berry and pH of contaminated solution indicate an ideal pH of 6.0 and 5.0 for Cd2+, Pb2+ and 4.0 for Cr3+, Cu2+ and Zn2+, as well the use of 8, 20 and 12 g L-1 (adsorbent mass by solution volume). The time for dynamic equilibrium for biosorption process was 60 min. The kinetic models suggest for all metallic ions evaluated, the limiting pass for biosorption may be chemisorption. According to adsorption isotherms, the model which represented the best fitting for biosorption of Cd2+, Cr3+, Cu2+ and Zn2+ was Langmuir, indicating a monolayer adsorption. However, for Pb2+ the model with best fitting was Freundlich, which assumes a multilayer adsorption. The values for desorption were low, indicating a strong interaction of the metals with adsorbent surface. The thermodynamic parameters indicate that for Cd2+, Pb2+, Cu2+ and Zn2+ the biosorption process is spontaneous and endothermic. For Cr3+, the process is not spontaneous and from exothermic nature. In general, by the obtained results, it can be concluded that the use of endocarp from açaí berry as biosorbent is an alternative for remediation of contaminated waters, once this material is natural and with low cost and high availability
Keywords:	Euterpe oleracea Mart. Águas contaminadas Remediação Biossorção Sustentabilidade Euterpe oleracea Mart. Contaminated waters Remediation Biosorption Sustainability
CNPq areas:	CIÊNCIAS AGRÁRIAS:AGRONOMIA
Idioma:	por
País:	BR
Publisher:	Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição:	UNIOESTE
Departamento:	Centro de Ciências Agrárias
Program:	Programa de Pós-Graduação em Agronomia
Campun:	Marechal Cândido Rondon
Citation:	RECH, Angela Laufer. Biossorção de íons metálicos utilizando caroço de açaí (Euterpe Oleracea Mart.) como adsorvente alternativo. 2014. 129 f. Tese (Doutorado em Agronomia) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Marechal Cândido Rondon, 2014.
Tipo de acesso:	Acesso Aberto
Endereço da licença:	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI:	http://tede.unioeste.br:8080/tede/handle/tede/1458
Issue Date:	24-Feb-2014
Appears in Collections:	Doutorado em Agronomia (MCR)

Files in This Item:

File	Size	Format
Angela_Rech_2014	2.63 MB	Adobe PDF	View/Open Preview ×

Show full item record Recommend this item