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http://ri.ufmt.br/handle/1/1830
Tipo documento: | Dissertação |
Título: | Otimização do processo de adsorção de azul de metileno em zeólita A sintetizada a partir de uma nova ocorrência de caulim da região de Bom Jardim de Goiás–GO |
Autor(es): | Silva, Weber Lara Lima da |
Orientador(a): | Viana, Rubia Ribeiro |
Membro da Banca: | Viana, Rubia Ribeiro |
Membro da Banca: | Oliveira, Adriana Paiva de |
Membro da Banca: | Battilani, Gislaine Amorés |
Resumo : | Zeólitas tipo A foram sintetizadas e caracterizadas a partir de amostras de caulinita oriunda da região de Bom Jardim de Goiás – GO, cujos cristais sintetizados foram testados para adsorção de azul de metileno em meio aquoso. As amostras de caulinita coletadas, bem como o material sintetizado, foram caracterizadas por difratometria de raios X, fluorescência de raios X, microscopia eletrônica de varredura, análise termogravimétrica e espectroscopia no infravermelho. O processo de síntese iniciou com a obtenção da metacaulinita, através do aquecimento da caulinita a uma temperatura de 700 °C por 2 horas. A síntese foi realizada sob condições hidrotérmicas em solução de NaOH a 4,0 mol L-1 por 3 horas a 75 °C. Na caracterização do material sintetizado, os difratogramas mostraram uma estrutura cristalina típica da zeólita A e através das imagens obtidas por MEV revelaram cristais cúbicos característicos. Os espectros de absorção no infravermelho mostraram bandas centradas em 443, 554, 657 cm-1 , características de zeólita A. A média das razões molares calculadas para SiO2/Al2O3 e Na2O/SiO2 foram 1,226 e 0,334, respectivamente. Dois planejamentos experimentais foram realizados visando reduzir o número total de experimentos a fim de se atingir as melhores condições de adsorção do azul de metileno, utilizando a zeólita A como adsorvente: Foi executado um primeiro planejamento fatorial completo 23 com dois pontos centrais, utilizando como fatores o pH, tempo de contato (t) e a concentração inicial do corante (C0). Os fatores pH e concentração inicial do corante e as interações C0 ∙ pH, C0 ∙ t, pH ∙ t e C0 ∙ pH ∙ t se mostraram significativos (P=0,05). Estes resultados conduziram a uma análise de superfície de resposta com dois fatores (concentração inicial do corante e pH) e dois pontos centrais. As melhores condições de adsorção de azul de metileno pela zeólita A, foram em pH = 10, C0 = 100 mg L-1 e t = 1 h. A máxima adsorção do corante nestas condições foi de 16,49 mg g-1 . A capacidade das amostras de zeólita A sintetizadas em remover o azul de metileno de soluções aquosas foi testada através do método da batelada e calculada pelos modelos de Langmuir, Freundlich e RedlichPeterson pelo método não linear. O modelo de Langmuir foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais, e a adsorção calculada através deste modelo foi de 40,26 mg g-1 . Para o estudo cinético três modelos foram testados, pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e Avrami. O modelo de Avrami foi o que obteve o melhor ajuste. Estes resultados mostram que as amostras de zeólita A sintetizadas a partir do caulim da região de Bom Jardim de Goiás – GO podem ser consideradas como bons adsorventes na remoção do corante azul de metileno em meios aquosos. |
Resumo em lingua estrangeira: | Zeolites type A were synthesized and characterized from kaolinite derived from the region of Bom Jardim de Goiás – GO, whose crystals synthesized were tested for adsorption of methylene blue in aqueous medium. The collected samples of kaolinite, and the synthesized material were characterized by X-ray diffraction, X-ray fluorescence, scanning electron microscopy, thermal analysis and infrared spectroscopy. The synthesis procedure began with obtaining the metakaolinite, by kaolinite heating at temperature of 700 °C for 2 hours. The synthesis was performed under hydrothermal conditions in solution of NaOH 4.0 mol L-1 for 3 hours at 75 °C. The characterization of the synthesized material, the XRD patterns showed a typical crystalline structure of zeolite A and through the images obtained by SEM revealed characteristic cubic crystals. The spectra showed infrared absorption bands centered at 443, 554, 657 cm-1 , characteristic of zeolite A. The average molar ratios calculated for SiO2/Al2O3 and Na2O/SiO2 were 1.226 and 0.334, respectively. Two factorial design of experiments were carried out to reduce the total number of experiments in order to achieve the best conditions for adsorption of methylene blue using as adsorbent zeolite A: It was performed a full 23 factorial design with two central points, using as factors pH, contact time (t) and the initial concentration of dye (C0). The factors pH and initial concentration of the dye and the interactions C0 ∙ pH, C0 ∙ t, pH ∙ t and C0 ∙ pH ∙ t were significant (P=0,05). These results led to an analysis of the response surface with two factors (initial concentration of dye and pH) and two central points. The best conditions for adsorption of methylene blue by zeolite A were at pH = 10 C0 = 100 mg L-1 and t = 1 h. The maximum adsorption of the dye under these conditions was 16.49 mg g-1 . The capacity of samples of zeolite A synthesized in removing the methylene blue aqueous solutions was tested by the batch method and calculated by the models of Langmuir, Freundlich, and Redlich-Peterson by the nonlinear method, the Langmuir model was the best fitted to experimental data, and adsorption calculated through this model was 40.26 mg g-1 . For the kinetic study three models were tested, pseudo-first order and pseudo-second order, and Avrami. The Avrami model showed the best fit. These results show that samples of zeolite A synthesized from the kaolin of region Bom Jardim de Goiás – GO can be considered as a good adsorbents in removing the methylene blue dye in aqueous solution. |
Palavra-chave: | Síntese Zeólita A Azul de metileno Adsorção Planejamento fatorial |
Palavra-chave em lingua estrangeira: | Synthesis Zeolite A Methylene blue Adsorption Factorial design |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal de Mato Grosso |
Sigla da instituição: | UFMT CUC - Cuiabá |
Departamento: | Instituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET) |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Geociências |
Referência: | SILVA. Weber Lara Lima da. Otimização do processo de adsorção de azul de metileno em zeólita A sintetizada a partir de uma nova ocorrência de caulim da região de Bom Jardim de Goiás–GO. 2013. 87 f. Dissertação (Mestrado em Geociências) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Cuiabá, 2013. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://ri.ufmt.br/handle/1/1830 |
Data defesa documento: | 22-Feb-2013 |
Aparece na(s) coleção(ções): | CUC - ICET - PPGEC - Dissertações de mestrado |
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