Síntese, caracterização e aplicação de um compósito de quitosana e HDL (Mg/Al/CO3) na adsorção de fosfato

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dc.contributor.advisor1Guimarães, Damaris
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000249323252
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6576377621734943
dc.contributor.authorRibeiro, Nathália Isidoro
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-4672-2346
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4390218602944365
dc.contributor.referee1Altoé, Mario Alberto Simonato
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0009-0004-6226-7912
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8481776828705621
dc.contributor.referee2Oliveira, Michel Picanço
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000000192410194
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/6383844066460475
dc.date.accessioned2024-05-30T00:50:15Z
dc.date.available2024-05-30T00:50:15Z
dc.date.issued2021-08-27
dc.description.abstractIn the present work, the phosphate adsorption was studied using a composite formed by Layered Double Hydroxide (LDH) type Mg6Al2(CO3)(OH)16.4H2O and chitosan. For this, the composite was synthesized by the co-precipitation method of its constituents and applied in the phosphate adsorption, and its performance was compared to the adsorption performance of the same anion of chitosan and LDH individually. All adsorbents were characterized before and after adsorption tests by Scanning Electron Microscopy coupled with Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS), X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Adsorption of nitrogen (BET). According to the characterization, the adsorbents were successfully synthesized and their structure did not change after being used in phosphate adsorption. It suggests that the anion adsorption occurred by electrostatic interaction with the surface of the studied materials. According to the adsorption kinetic study, it was observed that the removal (57.2%, starting from the initial concentration of 63.3 mg/L, at 25°C±1) and the loading (120.8 mg/g) presented by the composite were greater than twice those presented by LDH (21.6% and 54.9 mg/g) and chitosan (20.7% and 45.2 mg/g) individually, under similar experimental conditions. The Pseudo-first Order, Pseudo-second Order, Elovich and Intraparticle Diffusion models were fitted to the data and the best fits were obtained by the Pseudo-second Order model for LDH (R2 = 0.98) and the composite LDH/Chitosan (R2 = 0.98) and PseudoFirst Order for chitosan (R2 = 0.96). For the equilibrium study, the Langmuir, Freundlich and Temkin models were used, with the Freundlich model being the one that best fit the experimental data (R2 = 0.98). These results show that there was an interaction between the constituents of the LDH/Chitosan composite that enhanced its phosphate adsorption capacity, allowing it to be effectively applied for this purpose. Keywords: hydrotalcite, phosphate removal, wastewater treatment.
dc.description.resumoNo presente trabalho, a adsorção de fosfato foi estudada utilizando um compósito formado por Hidróxido Duplo Lamelar (HDL) do tipo Mg6Al2(CO3)(OH)16.4H2O e quitosana. Para isso, o compósito foi sintetizado pelo método de coprecipitação dos seus constituintes e aplicado na adsorção de fosfato, sendo o seu desempenho comparado ao desempenho de adsorção do mesmo ânion da quitosana e do HDL individualmente. Todos os adsorventes foram caracterizados antes e após os ensaios de adsorção por Microscopia Eletrônica de Varredura acoplada à Espectroscopia de Energia Dispersiva (MEV-EDS), Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Adsorção de nitrogênio (BET). De acordo com a caracterização, os adsorventes foram sintetizados com sucesso e não sofreram alteração em sua estrutura após serem empregados na adsorção de fosfato, o que sugere que a adsorção do ânion ocorreu por interação eletrostática com a superfície dos materiais estudados. Pelo estudo cinético de adsorção, observou-se que a remoção (57,2%, partindo da concentração inicial de 63,3 mg/L, a 25°C±1) e o carregamento (120,8 mg/g) apresentados pelo compósito foram maiores que o dobro dos apresentados pelo HDL (21,6% e 54,9 mg/g) e quitosana (20,7% e 45,2 mg/g) individualmente, em condições experimentais próximas. Os modelos de Pseudoprimeira Ordem, Pseudossegunda Ordem, Elovich e Difusão Intrapartícula foram ajustados aos dados e os melhores ajustes foram obtidos pelo modelo de Pseudossegunda Ordem para HDL (R2 = 0,98) e o compósito HDL/Quitosana (R2 = 0,98) e Pseudoprimeira Ordem para a quitosana (R2 = 0,96). Para o estudo de equilíbrio, foram utilizados os modelos de Langmuir, Freundlich e Temkin, sendo o modelo de Freundlich o que melhor se ajustou aos dados experimentais (R2 = 0,98). Tais resultados evidenciam que houve uma interação entre os constituintes do compósito HDL/Quitosana que potencializou sua capacidade de adsorção de fosfato, permitindo-o ser aplicado com eficácia para este fim.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo (FAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/15280
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Agrárias e Engenharias
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química
dc.rightsopen access
dc.subjectHidrotalcita
dc.subjectremoção de fosfato
dc.subjecttratamento de águas residuárias
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Química
dc.titleSíntese, caracterização e aplicação de um compósito de quitosana e HDL (Mg/Al/CO3) na adsorção de fosfato
dc.title.alternativeSynthesis, characterization and application of a chitosan and LDH (Mg/Al/CO3) composite in phosphate adsorption
dc.typemasterThesis
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