dc.creator | Fröhlich, Andressa Cristiana | |
dc.date.accessioned | 2019-03-27T20:06:50Z | |
dc.date.available | 2019-03-27T20:06:50Z | |
dc.date.issued | 2019-02-08 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/15984 | |
dc.description.abstract | Water pollution by emerging contaminants such as pharmaceuticals has gained interest in recent
years. These drugs have great potential in generating adverse effects for human and wildlife,
since they are endocrine disruptors, bioaccumulative and potentially toxic. The release of
pharmaceuticals into the water bodies occurs mainly through wastewater treatment plants
because of their incomplete or inefficient removal during the conventional treatment process.
Among them, ibuprofen and ketoprofen are common drugs used as pain relief. This work aimed
to investigate the adsorption of these drugs by the use of standard activated carbon (SAC) and
ultrasound modified activated carbon (UMAC) as adsorbent materials. The adsorbents were
characterized in detail by Fourier transform infrared spectroscopy (FT–IR), X–ray diffraction
(XRD), N2 adsorption isotherms (BET), helium gas picnometry, point of zero charge and
scanning electron microscopy (SEM). The adsorption study was performed through the
evaluation of pH effect (ranging from 2 to 10), contact time (ranging from 0 to 300 min),
temperature (ranging from 25 to 55 °C) and estimation of thermodynamic parameters. Through
the obtained data, adjustments to kinetic and isotherm models for both adsorbents were
performed. In addition, a three–dimensional mass transfer model (PVSDM 3D) was applied to
elucidate the adsorption of ibuprofen in both materials. Finally, a simulated effluent containing
the contaminants under study was treated with SAC and UMAC. The results showed that UMAC
presented better characteristics in comparison to SAC, such as higher surface area values, average
pore diameter, pore volume and void fraction. The adsorption capacities obtained with UMAC
over those obtained with SAC were about 25% and 15% higher for ibuprofen and ketoprofen,
respectively. The application of the PVSDM 3D model evidenced that the ibuprofen molecule
diffuses exclusively by surface diffusion and that the diffusion in the pore volume can be
neglected. In addition, the simulated effluent treated with UMAC presented a removal percentage
of 52% of the present compounds. These results show that the ultrasound technique has great
potential to intensify the adsorption characteristics, generating a material with better features for
ibuprofen and ketoprofen adsorption. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Adsorção | por |
dc.subject | Ultrassom | por |
dc.subject | Ibuprofeno | por |
dc.subject | Cetoprofeno | por |
dc.subject | Adsorption | eng |
dc.subject | Ultrasound | eng |
dc.subject | Ibuprofen | eng |
dc.subject | Ketoprofen | eng |
dc.title | Produção e caracterização de carvão ativado modificado por sonicação e sua aplicação na adsorção de fármacos | por |
dc.title.alternative | Production and characterization of activated carbon modified by sonication and its application for pharmaceutical contaminants adsorption | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | A poluição da água por contaminantes emergentes tais como produtos farmacêuticos, tem
ganhado interesse mundial nos últimos anos. Os fármacos têm grande potencial para gerar efeitos
adversos para animais e seres humanos, dado que são disruptores endócrinos, bioacumulativos e
potencialmente tóxicos. A entrada de produtos farmacêuticos nos corpos de água ocorre
principalmente por meio de estações de tratamento de águas residuais, devido à sua remoção
incompleta ou ineficiente durante o processo normal de tratamento. Entre eles, o ibuprofeno e o
cetoprofeno são fármacos comuns usados no alívio da dor. Diante disto, este trabalho investigou
a adsorção destes fármacos utilizando o carvão ativado padrão (CAP) e o carvão ativado
modificado por ultrassom (CAMU) como materiais adsorventes. Os adsorventes foram
caracterizados detalhadamente por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier
(FT–IR), difração de raios X (XRD), isotermas de adsorção de N2 (BET), picnometria de gás
hélio, ponto de carga zero e microscopia eletrônica de varredura (SEM). O estudo de adsorção foi
realizado por meio do efeito do pH (variando de 2 a 10), do tempo de contato (variando de 0 a
300 min), da temperatura (variando de 25 a 55°C) e da estimação de parâmetros termodinâmicos.
A partir dos dados obtidos, foram realizados ajustes a modelos cinéticos e de isotermas para
ambos os adsorventes. Ademais, um modelo de transferência de massa tridimensional (PVSDM
3D) foi aplicado para elucidar a adsorção de ibuprofeno em ambos os carvões. Por fim, um
efluente simulado contendo os contaminantes em estudo foi tratado com CAP e CAMU. Os
resultados revelaram que CAMU apresentou melhores características em comparação ao CAP,
tais como, maiores valores de área superficial, diâmetro médio dos poros, volume de poros e
fração de vazio. As capacidades de adsorção obtidas com CAMU em relação às obtidas com CAP
foram cerca de 25% e 15% maiores para o ibuprofeno e o cetoprofeno, respectivamente. A
aplicação do modelo PVSDM 3D evidenciou que a molécula de ibuprofeno difunde–se
exclusivamente por difusão superficial e que a difusão no volume dos poros pode ser desprezada.
Além disso, o efluente simulado tratado com CAMU apresentou um percentual de 52% de
remoção dos compostos presentes. Tais resultados mostram que a técnica de ultrassom tem
grande potencial para intensificar as características do carvão ativado, gerando um material com
melhores propriedades para a adsorção dos fármacos ibuprofeno e cetoprofeno. | por |
dc.contributor.advisor1 | Dotto, Guilherme Luiz | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5412544199323879 | por |
dc.contributor.referee1 | Dorneles, Lucio Strazzabosco | |
dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7244173039310066 | por |
dc.contributor.referee2 | Cadaval Junior, Tito Roberto Sant'Anna | |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/8280825575674377 | por |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/1025722453859443 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Química | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Naturais e Exatas | por |