dc.creator | Santos, Juliana Machado Nascimento dos | |
dc.date.accessioned | 2021-01-07T09:09:55Z | |
dc.date.available | 2021-01-07T09:09:55Z | |
dc.date.issued | 2019-03-08 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/20241 | |
dc.description.abstract | Water is a cornerstone to the flourishment of any existing life form and as such, need to be preserved. Working on development and improvement of technologies which promote an efficient effluent treatment, preventing pollutant molecules to reach water bodies, is to work in favor of this preservation. In this study, adsorbent composites with magnetic properties, CoFe2O4/chitosan and ZnFe2O4/chitosan, were produced without any calcination step and applied for indigotine blue dye (IBD) and potassium diclofenac (DCF) adsorption. The FT-IR, XRD, BET, SEM, EDS and VSM analysis, carried out for composite characterization purposes, suggested that adsorbent particles were formed by a chitosan external layer and ferrite as core material. VSM results proved that a simple magnetic field is sufficient to promote solid/liquid separation after the adsorption process. CoFe2O4/chitosan magnetic composite was an excellent adsorbent for IBD removal from aqueous solution. Using initial pH of 3.0 and 0.75 g L–1 as adsorbent dosage, adsorption equilibrium was attained at 15 min of operation. The maximum adsorption capacity, estimated by the Langmuir model, was 380.8 mg g–1, at 328 K. From thermodynamic viewpoint, IBD adsorption onto CoFe2O4/chitosan was a spontaneous, endothermic and favorable process. The DCF adsorption using ZnFe2O4/chitosan was also a rapid process, favored at initial pH 4 and when 0.2 g L-1 was used as adsorbent dosage, reaching equilibrium in 20 min. The S-shaped equilibrium isotherms, which indicate a cooperative adsorption, were systematically predicted by BET multilayer liquid-phase model. DCF adsorption was a spontaneous, exothermic and favorable process, mainly at 298 K, where higher values of adsorption capacity (188 mg g-1) were observed. The ZnFe2O4/chitosan adsorbent composite exhibited reuse potential, maintaining the original capacity, during four adsorption cycles. The synthesis method proposed by this work is simple, does not require fancy equipment, nor demand high temperature or controlled atmosphere operating conditions to avoid materials oxidation. When combined with fast kinetics and high adsorption capacities verified, it makes the magnetic adsorbent composites formed a viable and efficient alternative for dyes and drugs adsorption. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | 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 | Quitosana magnética | por |
dc.subject | Ferrita espinélica | por |
dc.subject | Azul indigotina | por |
dc.subject | Diclofenaco | por |
dc.subject | Adsorption | eng |
dc.subject | Magnetic chitosan | eng |
dc.subject | Spinel ferrite | eng |
dc.subject | Indigotine blue | eng |
dc.subject | Diclofenac | eng |
dc.title | Síntese de compósitos magnéticos ferrita/quitosana para adsorção de corantes e fármacos | por |
dc.title.alternative | Synthesis of ferrite/chitosan magnetic composites for dyes and pharmaceuticals adsorption | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | A água é um bem natural fundamental à manutenção de qualquer forma de vida existente e como tal deve ser preservada. Desenvolver e aprimorar tecnologias que promovam o tratamento eficiente de efluentes, evitando que moléculas contaminantes cheguem aos corpos hídricos, é contribuir para que essa preservação ocorra. Neste estudo, compósitos adsorventes com propriedades magnéticas, CoFe2O4/quitosana e ZnFe2O4/quitosana, foram produzidos sem qualquer etapa de calcinação e empregados na adsorção do corante azul indigotina (IBD) e do fármaco diclofenaco de potássio (DCF). As análises de FT-IR, DRX, BET, MEV, EDS e VSM, realizadas com o intuito de caracterizar estes compósitos, indicaram que as partículas são formadas por um núcleo de ferrita revestido externamente por uma camada de quitosana. Os resultados do VSM indicaram que um campo magnético simples é suficiente para promover a separação sólido/líquido após o processo de adsorção. O compósito magnético CoFe2O4/quitosana foi um excelente adsorvente para remover o corante IBD. Ao adotar pH inicial 3 e dosagem de adsorvente de 0,75 g L-1, o equilíbrio de adsorção foi atingido em apenas 15 min de operação. A capacidade máxima de adsorção, estimada pelo modelo de Langmuir, foi de 380,8 mg g–1, a 328 K. Do ponto de vista termodinâmico, a adsorção de IBD, utilizando o CoFe2O4/quitosana, foi um processo espontâneo, favorável e endotérmico. A adsorção de DCF em ZnFe2O4/quitosana também foi um processo rápido, favorecido quando adotados 0,2 g L-1 como dosagem de adsorvente e pH inicial 4, atingindo o equilíbrio em 20 min. As isotermas de equilíbrio em forma de S, que indicam uma adsorção cooperativa, foram preditas de forma consistente pelo modelo multicamadas de BET em fase líquida. A adsorção de DCF foi um processo exotérmico, espontâneo e favorável, principalmente a 298 K, onde foram observados maiores valores de capacidade de adsorção (188 mg g–1). O compósito adsorvente ZnFe2O4/quitosana apresentou potencial de reutilização, mantendo a capacidade de adsorção original, durante quatro bateladas. A metodologia de síntese proposta por este trabalho é simples, não requer a utilização de equipamentos rebuscados, tampouco demanda condições operacionais de temperatura alta ou atmosfera controlada para evitar a oxidação dos materiais. Quando aliada às cinéticas rápidas e elevadas capacidades de adsorção verificadas, faz dos compósitos magnéticos adsorventes formados, uma alternativa viável e eficiente para a adsorção de corantes e fármacos em solução. | por |
dc.contributor.advisor1 | Dotto, Guilherme Luiz | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5412544199323879 | por |
dc.contributor.referee1 | Rosa, Gabriela Silveira da | |
dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2813439231499190 | por |
dc.contributor.referee2 | Mallmann, Evandro Stoffels | |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/3624152453898910 | por |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/2867118534531318 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Química | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |