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Título: Remoção de Cu2+, Cd2+ e Zn2+ utilizando esferas de sílica funcionalizada com EDTA: estudo em batelada e coluna
Título em inglês: Removal of Cu2 +, Cd2 + and Zn2 + using silica spheres functionalized with EDTA: batch and column study
Autor(es): Melo, Diego de Quadros
Orientador(es): Nascimento, Ronaldo Ferreira do
Palavras-chave: Adsorção
Metais - Toxicologia
Metais pesados
Sílica
Data do documento: 2012
Citação: MELO, D. Q.; NASCIMENTO, R. F. (2012)
Resumo: Matrizes inorgânicas têm sido utilizadas como materiais adsorventes para remoção de poluentes químicos em sistemas aquáticos, dada às suas boas capacidades de adsorção e estabilidades físicas e químicas Neste trabalho, foi sintetizado esferas de sílica funcionalizadas com EDTA com a finalidade de remover íons metálicos em solução aquosa. A cinética de adsorção dos íons em estudo (Cu2+, Cd2+ e Zn2+) foi feita em pH 5,5 numa concentração de 60 mg L-1, onde se observou que o equilíbrio é atingido extremamente rápido, cerca de 10 minutos, o que indica que a etapa limitante do processo de adsorção pode ser a quimissorção, evidenciado pelos melhores ajustes para o modelo de pseudo-segunda ordem. As isotermas de adsorção foram submetidas ao modelo linear e não linear para efeito de comparação, utilizando o R2 e função erro SSE como referencia. O estudo com sistema simples e multielementar dos íons foi realizado em pH 5,5, concentrações variando de 10-300 mg L-1, onde os dados foram submetidos aos modelos de Langmuir, Freundlich, Temkin e Redlich-Peterson. Os resultados evidenciaram um melhor ajuste para o modelo de Langmuir, o qual defende que os sítios de adsorção são homogêneos e adsorção é em monocamada. As capacidades máximas de adsorção observadas nos estudos de equilíbrio para o sistema mono e multielementar seguem a ordem Cu2+> Zn2+> Cd2+. Para efeito de comparação de modelos foi utilizado o método de AKAIKE´S onde comprovou que os resultados se ajustam melhor ao modelo de Langmuir. Com respeito ao estudo de adsorção em coluna, as curvas de ruptura indicaram que a saturação da mesma ocorre num volume de 35 mL. O uso do eluente HCl 0,1 M, permitiu recuperar 100% dos íons adsorvidos. A coluna foi utilizada por três ciclos para verificar seu potencial de uso, e foi comprovado que nos três ciclos consegue-se recuperar 100% dos metais, o que significa uma ótima eficiência das esferas de sílica-APTS-EDTA.
Abstract: Inorganic matrices have been used as adsorbent mate rial for removal of chemical pollutants in aquatic systems, due to its good adsorption capacity for physical and chemical stabilities and this work was synthesized silica spheres functionalized with EDTA in order to remove metal ions in aqueous solution . The kinetics of adsorption of the ions under study (Cu2 +, Cd2 + and Zn2 +) was performed at pH 5.5 at a concentration of 60 mg L-1, where it was observed that equilibrium is reached very fast, about 10 minutes, indicating that limiting step of the adsorption process may be the chemisorption, as evidenced by the best fitting model for the pseudo-second order. The adsorption isotherms were subjected to linear and nonlinear model for comparison, using the error function SSE and R2 as a reference. The study of simple and multielement ions was carried out at pH 5.5, concentrations ranging from 10-300 mg L-1, where the data were submitted to the models of Langmuir, Freundlich, Temkin and Redlich-Peterson. The results showed a better fit to the Langmuir model, which argues that the adsorption sites are homogeneous and monolayer adsorption. The maximum sorption capacities observed in studies of equilibrium for the system mono and multielement follow the order Cu2 + > Zn 2 + > Cd2+. For comparison model method was used Akaike's where proved that the Langmuir model is the best. With respect to the study of adsorption column, the breakthrough curves indicate that saturation occurs in the same volume of 35 mL. The use of the eluent 0.1 M HCl, allowed to recover 100% of the adsorbed ions. The column was used for three cycles to verify their potential use, and it was proved that in the three-cycles can recover 100% of the metals, which means an optimum efficiency of the spheres of silica-APTS-EDTA.
Descrição: MELO, D. Q. Remoção de Cu2+, Cd2+ e Zn2+ utilizando esferas de sílica funcionalizada com EDTA: estudo em batelada e coluna. 2012. 93 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/11138
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