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Tipo do documento: Dissertação
Title: Estudo da adsorção de compostos tiofênicos utilizando carvão de casca de coco de dendê submetido a modificações físico-químicas
Other Titles: Study of thiophenic compounds adsorption using oil palm coconut charcoal submitted to physical-chemical modifications
Autor: Neves, Camila Vargas 
Primeiro orientador: Módenes, Aparecido Nivaldo
Primeiro coorientador: Borba, Carlos Eduardo
Segundo coorientador: Scheufele, Fabiano Bisinella
Primeiro membro da banca: Módenes, Aparecido Nivaldo
Segundo membro da banca: Silva, Edson Antônio da
Terceiro membro da banca: Dragunski, Douglas Cardoso
Quarto membro da banca: Schneider, Ricardo
Quinto membro da banca: Schmitz, Ana Paula de Oliveira
Resumo: Este trabalho teve como objetivo caracterizar e avaliar o desempenho de diferentes modificações em carvão ativado derivado de casca de coco de dendê (AC) na dessulfurização adsortiva. Para tanto, o adsorvente (AC) foi modificado por meio de tratamento térmico (ACT), tratamento oxidativo (ACO), impregnação de alumínio antes (ACIN-Al) e após o tratamento oxidativo (ACO-Al). Os adsorventes foram caracterizados por análises morfológicas, texturais e físico-químicas. Os experimentos de adsorção foram realizados em sistema fechado e batelada para obtenção de dados cinéticos e de equilíbrio para os compostos benzotiofeno (BT), dibenzotiofeno (DBT) e 4,6-dimetil-dibenzotiofeno (4,6-DMDBT). Para descrição dos dados de equilíbrio foi utilizada a isoterma de Langmuir e modelos fenomenológicos foram utilizados para descrever os dados cinéticos. A caracterização mostrou que os adsorventes em estudo são materiais heterogêneos, com elevada área superficial e predominância de microporos. Além dos grupos funcionais oxigenados, foram identificados a presença AlO(OH) e Al2O3 nos adsorventes ACIN-Al e ACO-Al. A modelagem matemática dos experimentos de adsorção mostrou que o adsorvente que teve o melhor desempenho na remoção do DBT foi o ACO-Al com qmax = 0,73 mmol g-1 devido à sua estrutura de poros e a presença de grupos funcionais oxigenados ácidos no adsorvente, além da presença de alumínio que favoreceu interações do tipo enxofre-metal (S-M). O modelo de difusão interna foi o que melhor descreveu os dados cinéticos. A capacidade máxima de adsorção do adsorvente ACO-Al para os compostos benzotiofeno e 4,6-dimetil-dibenzotiofeno foram de 0,24 e 0,36 mmol g-1, respectivamente. A ordem de remoção dos compostos foi DBT>4,6-DMDBT>BT, o que indicou que a presença dos grupos metila intensificaram o efeito estérico e diminuíram interações no átomo de enxofre. Estes resultados evidenciaram que a adsorção dos compostos tiofênicos ocorreram principalmente pelas interações dos elétrons π dos anéis aromáticos das moléculas e superfície do adsorvente, bem como por interações mais fracas do tipo enxofre-metal (S-M).
Abstract: The aim of this work was to characterize and to evaluate the performance of different modifications in activated carbon derived from coconut shell (AC) by heat treatment (ACT), oxidative treatment (ACO), aluminum impregnation by incipient wetness method before (ACIN-Al) and after oxidative treatment (ACO-Al). All the adsorbents were characterized by morphologic, textural and physicochemical analyses. The adsorption experiments were carried out in closed and batch system to obtain kinetic and equilibrium data to benzothiophene (BT), dibenzothiophene (DBT) and 4,6-dimethyl-dibenzothiophene (4,6-DMDBT) compounds. The Langmuir isotherm was used to describe equilibrium data. Phenomenological models were used to describe kinetic data. The adsorbents characterization showed that are heterogeneous materials, with high surface area and micropore predominance. The oxygenated functional groups were identified on the adsorbent surface as well as AlO(OH) and Al2O3 on the ACIN-Al and ACO-Al adsorbents. The mathematical modeling of adsorption experiments showed that the ACO-Al adsorbent presented the best performance on DBT removal with qmax= 0.73 mmol g-1 and the internal diffusion model described well the kinetic data. The adsorption maximum capacities of BT and 4,6-DMDBT compounds were 0.24 and 0.36 mg g-1, respectively. The adsorption capacity followed the sequence DBT>4,6-DMDBT>BT, what indicates that methyl groups intensify the steric effect and decrease interactions in the sulfur atom. These results showed that the adsorption of thiophenic compounds occurs mainly by interactions of π electrons between the aromatic rings of the molecules and the adsorbent’s surface, as well as by weaker interactions as S-M.
Keywords: Adsorção
Dessulfurização
Benzotiofeno
Dibenzotiofeno
4,6-dimetil-dibenzotiofeno
Cinética
Equilíbrio
Gasolina
Adsorption
Desulfurization
Benzothiophene
Dibenzothiophene
4,6-dimetyl-dibenzothiophene
Kinetic
Equilibrium
Gasoline
CNPq areas: ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Engenharias e Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Campun: Toledo
Citation: NEVES, Camila Vargas. Estudo da adsorção de compostos tiofênicos utilizando carvão de casca de coco de dendê submetido a modificações físico-químicas. 2020. 114 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, 2020.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://tede.unioeste.br/handle/tede/5398
Issue Date: 23-Mar-2020
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Química (TOL)

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