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Tipo: Dissertação
Título: Carvão ativado de resíduo de Baru para adsorção de fármacos
Autor(es): Ferreira, Ilomara Vasconcelos
Primeiro Orientador: Pavan, Flávio André
1° Membro da banca: Pavan, Flávio André
2° Membro da banca: Pasquali, Gean Delise L.
3° Membro da banca: Dias, Silvio L. Pereira
Resumo: O presente trabalho descreve o preparo de carvão ativado de resíduo de baru (CARB) obtido via pirólise em forno micro-ondas doméstico adaptado e ativação química com H3PO4. O CARB obtido foi caracterizado através da Análise Elementar (CHN), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Isotermas de Adsorção/dessorção de N2 usando os métodos BET, BJH e DFT, Espectroscopia Vibracional na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Difratometria de raios-X, (DRX), Espectroscopia Raman, Método de Titulação de Boehm e Ponto de Carga Zero (pHPCZ). Após caracterização, o CARB foi empregado para a remoção por adsorção de cafeína (Caf) e paracetamol (Par) de água. Ensaios de adsorção foram conduzidos utilizando o procedimento em batelada a 25,0 ºC. Parâmetros de adsorção foram investigados como quantidade massa de adsorvente, pH da solução, tempo de contato entre adsorvente e adsorbato, e concentração inicial do adsorbato. A capacidade máxima de adsorção para Caf e Par foram obtidos em pH 6-8. A quantidade mínima de massa de adsorvente necessária para obtenção das máximas capacidades de adsorção para ambos fármacos foi de 100,0 mg de CARB em 20,0 mL do adsorbato. A cinética de adsorção foi investigada utilizando os modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e avrami. O modelo de Avrami foi que melhor descreveu a cinética de adsorção para ambas as moléculas apresentando os valores mais próximos da unidade R2 adj e os menores valores para desvio padrão. A condição de equilíbrio foi atingida com tempo de agitação de 60 minutos para ambos fármacos. Os modelos não lineares de equilíbrio Langmuir, Freundlich e Liu foram utilizados para descrever o mecanismo de interação adsorvente-adsorbato. O modelo de Liu é o que melhor se ajustou aos dados experimentais. Baseado no modelo de Liu a capacidade máxima de adsorção (Qmax) foi de 279,5 mg g-1 para Caf e 163,9 mg g-1 para o Par. A viabilidade de aplicação do CARB na remoção de Caf e Par de matriz aquosa ambiental foi investigada. Os resultados destes estudos mostram que CARB pode ser utilizado como eficiente adsorvente para remediação de Caf e Par em água.
Abstract: The present work describes the preparation of activated charcoal from Baru waste (CARB) obtained via pyrolysis in an adapted domestic microwave oven and chemical activation withH3PO4. The obtained CARB was characterized through Elemental Analysis (CHN), Scanning Electron Microscopy (SEM), N2 Adsorption/desorption isotherms using BET, BJH, and DFT methods, Fourier Transform Infrared Vibrational Spectroscopy(FTIR), X-ray Diffractometry, (XRD), Raman Spectroscopy, Boehm Titration Method and Zero Point Charge (pHPCZ). After characterization, CARB was employed for the adsorption removal of caffeine (Caf) and paracetamol (Par) from water. Adsorption assays were conducted using the batch procedure at 25.0°C. Adsorption parameters were investigated, such as the amount of adsorbent mass, pH solution, contac ttime between adsorbent and adsorbate, and initial concentration of adsorbate. The maximum adsorption capacity for Caf and Par was obtained at pH 6- 8. The minimum amount of adsorbent mass necessary to get the maximum adsorption capacities for both drugs was 100.0 mg of CARB in 20.0 mL of the adsorbate. The adsorption kinetics was investigated using the Pseudo-first-order, Pseudo-second orderand Avrami kinetic models. The Avrami model best described the adsorption kinetics for both molecules showing the closest values to the R2adj unit and the lowest values for standard deviation. The equilibrium condition was reached with a stirring time of 60 minutes for both drugs. The Langmuir, Freundlich, and Liu nonlinear equilibrium models were used to describe the adsorbent-adsorbate interaction mechanism. Liu model is the best fit for the experimental data. Based on Liu model, the maximum adsorption capacity (Qmax) was 279.5 mg.g -1 for Caf and 163.9 mg.g -1 for Par. The feasibility of applying CARB in removing Caf and Par from the aqueous environmental matrix was investigated. The results of these studies show that CARB can be used as an efficient adsorbent for the remediation of Caf and Par in water.
Palavras-chave: Pirólise
Micro-ondas
Material carbonoso
Adsorção
Cafeína
Pyrolysis
Microwave
Carbonaceous material
Adsorption
Caffeine
CNPq: CNPQ::CIENCIAS SOCIAIS APLICADAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal do Pampa
Sigla da Instituição: UNIPAMPA
Campus: Campus Bagé
Curso: Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais
Citação: FERREIRA, Ilomara Vasconcelos. Carvão ativado de resíduo de Baru para adsorção de fármacos. 91p. 2022. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal do Pampa, Campus Bagé, Bagé, 2022.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/8168
Data do documento: 15-Dez-2022
Aparece nas coleções:Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais

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