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https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/5930
Tipo: | Dissertação |
metadata.dc.title: | Carvão ativado de capim annoni (Eragrostis plana Nees) produzido por pirólise convencional e ativação química aplicado ao processo de remoção de fármacos |
Autor(es): | Cimirro, Nilton Fabiano Gelos Mendes |
Primeiro Orientador: | Pavan, Flávio |
Resumo: | O presente estudo descreve a síntese, caracterização e aplicação do carvão ativado de Capim Annoni (Eragrostis plana Nees) através do método de pirólise em forno convencional e ativação química para remoção de dois compostos farmacêuticos, ácido acetilsalicílico (AAS) e o diclofenaco de sódio (DFC) de solução aquosa. O processo de síntese do carvão ativado de Capim Annoni (CA-EPN 700) consistiu de três etapas principais: ativação química da biomassa precursora com agente ativante (ZnCl2), pirólise em forno tubular convencional com rampa de aquecimento de 10ºC min-1 e mantido por 1 hora no patamar de 700ºC em atmosfera inerte e lixiviação ácida dos compostos inorgânicos. O CA-EPN 700 foi caracterizado pelas técnicas de Analise Elementar (CHN), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Isotermas de Adsorção/dessorção de N2, Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR-ATR), Método de Titulação de Boehm e Ponto de Carga Zero (pHPCZ). Os ensaios de adsorção dos fármacos (AAS e DFC) no CAEPN 700 foram realizados pelo procedimento de adsorção em batelada a 25ºC. Importantes parâmetros que podem influenciar na capacidade de adsorção dos fármacos (AAS e DFC) no CA-EPN 700 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 AAS e DFC no CA-EPN 700 foram obtidas em pH 5. A quantidade mínima de massa de CA-EPN 700 necessária para obtenção das máximas capacidades de adsorção para AAS e DFC foram de 60 mg de CA-EPN 700 em 20 mL do adsorbato (AAS e DFC). A condição de equilíbrio foi satisfeita em 60 minutos para ambos compostos farmacêuticos estudados. Os modelos não lineares de equilíbrio Langmuir, Freundlich e Sips foram utilizados para descrever o mecanismo de interação entre adsorventeadsorbato. O modelo de equilíbrio de Sips foi o que melhor se ajustou ao conjunto de dados experimentais. Baseado no modelo de Sips a capacidade máxima de adsorção (Qmax) foi de 221.22 mg g-1 para AAS e 356,78 mg g-1 para o DFC. A cinética de adsorção dos compostos farmacêuticos (AAS e DFC) no CA-EPN 700 foram investigadas utilizando os modelos cinéticos não lineares de Pseudo-primeira ordem, Pseudo-segunda ordem e Elovich. O modelo cinético de Pseudo-segunda ordem foi o modelo que melhor descreveu a cinética de adsorção para ambos compostos farmacêuticos objetos de estudado deste trabalho apresentando altos valores de Coeficiente de determinação ajustado (R2 adj) mais próximos da unidade correspondente e baixos valores para desvio padrão (SD). Os resultados obtidos mostram a viabilidade da aplicação Capim Annoni como biomassa precursora para síntese de carvão ativado e também mostram que CA-EPN 700 pode ser utilizado para estudos de adsorção de AAS e DFC de solução aquosa. |
Abstract: | The present study describes the synthesis, characterization and application of Annoni Grass (Eragrostis Plana Nees) activated charcoal by conventional pyrolysis method and chemical activation for removal of two pharmaceutical compounds, acetylsalicylic acid (AAS) and sodium diclofenac (DFC) of aqueous solution. The Capim Annoni activated carbon synthesis process (CA-EPN 700) consisted of three main steps: chemical activation of the activating agent precursor biomass (ZnCl2), pyrolysis in a conventional tubular furnace with 10ºC min -1 heating ramp and maintained for 1 hour at 700 °C in an inert atmosphere and acid leaching of inorganic compounds. CA-EPN 700 was characterized by Elemental Analysis (CHN), Scanning Electron Microscopy (SEM), N2 Adsorption/Desorption Isotherms, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR-ATR), Boehm Titration Method techniques. and Zero Charge Point (pHPCZ). Drug adsorption assays (AAS and DFC) on CAEPN 700 were performed by batch adsorption procedure at 25 °C. Important parameters that influence the adsorption capacity of drugs (AAS and DFC) in CA-EPN 700 were investigated as amount of adsorbent mass, solution pH, contact time between adsorbent and adsorbate, and initial concentration of adsorbate. The maximum adsorption capacity for AAS and DFC in CA-EPN 700 were obtained at pH 5. The minimum amount of CA-EPN 700 mass required to obtain the maximum adsorption capacities for AAS and DFC was 60 mg CA -EPN 700 in 20 mL of adsorbate (AAS and DFC). Equilibrium condition was satisfied within 60 minutes for both pharmaceutical compounds studied. The nonlinear equilibrium models Langmuir, Freundlich and Sips were used to describe the mechanism of interaction between adsorbentadsorbate. The Sips equilibrium model was the best fit for the experimental data set. Based on the Sips model the maximum adsorption capacity (Qmax) was 221.22 mg g-1 for AAS and 356.78 mg g-1 for DFC. Adsorption kinetics of pharmaceutical compounds (AAS and DFC) in CA-EPN 700 were investigated using the nonlinear kinetic models of Pseudo-first order, Pseudo-second order and Elovich. The Pseudo-second order kinetic model was the model that best described the adsorption kinetics for both pharmaceutical compounds studied in this work presenting high values of adjusted coefficient of determination (R2 adj) closer to the corresponding unit and low values for standard deviation (SD). The results show the viability of Capim Annoni application as precursor biomass for activated carbon synthesis and also show that CA-EPN 700 can be used for AAS and DFC adsorption studies of aqueous solution. |
metadata.dc.subject: | Engenharia Carbono ativado Engineering Carbon, Activated |
CNPQ: | CNPQ::ENGENHARIAS |
Idioma: | por |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
metadata.dc.publisher: | Universidade Federal do Pampa |
Sigla da Instituição: | UNIPAMPA |
Campus: | Campus Alegrete |
Curso: | Mestrado Acadêmico em Engenharia |
metadata.dc.identifier.citation: | CIMIRRO, Nilton Fabiano Gelos Mendes. Carvão ativado de capim annoni (Eragrostis plana Nees) produzido por pirólise convencional e ativação química aplicado ao processo de remoção de fármacos. Orientador: Flávio Pavan. 2020. 84p. Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Universidade Federal do Pampa, Campus Alegrete, Alegrete, 2020. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
metadata.dc.identifier.uri: | http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/5930 |
metadata.dc.date.issued: | 28-Feb-2021 |
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