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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/38025
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Document type: | Dissertação |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Estudo do processo de adsorção do ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4 - d) pelo hidróxido duplo lamelar [Ni-Al-NO3] em coluna de leito fixo |
Alternate title (s): | Study of the adsorption process of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-d) by lamellar double hydroxide [Ni-Al-NO3] in a fixed-bed column |
Author: | Rosa, Naila Gleycy Collins |
First Advisor: | Canobre, Sheila Cristina |
First member of the Committee: | Andrade, Leonardo Santos |
Second member of the Committee: | Lisboa, Fábio da Silva |
Summary: | O ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) é um herbicida, comumente utilizado na agricultura, sendo um dos mais comercializados no Brasil. No entanto, a crescente preocupação com a poluição ambiental tem justificado a necessidade de desenvolvimento de tecnologias para remoção de poluentes. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de adsorção do herbicida 2,4-D pelos hidróxidos duplos lamelares [Ni-Al-NO3] sintetizados pelo método de coprecipitação em pH 8,0 ± 0,5. A caracterização estrutural do adsorvente foi realizada por difração de raios X (DRX), a caracterização morfológica por microscopia eletrônica de varredura (MEV), caracterização térmica por análise termogravimétrica (ATG) e a área superficial específica foi determinada pelo método de Brunauer-Emmett-Teller (B.E.T). O DRX para o HDL [Ni-Al-NO3] mostrou picos de difração bem definidos, estrutura semelhante à hidrotalcita. Nas imagens de MEV do HDL, observou-se a presença de partículas agregadas de tamanhos assimétricos com bordas arredondadas e uma morfologia porosa. O B.E.T apresentou um volume de poros de 0,118 cm3 g-1 e uma isoterma tipo V. Os experimentos de adsorção foram realizados com uma solução herbicida de 0,5 mmol L-1 de pH 3,5 em uma coluna de leito fixo a 21 oC, com apenas o HDL [Ni-Al-NO3], e para efeitos comparativos utilizou-se também uma coluna contendo carvão ativo (C.A.) e HDL [Ni-Al-NO3] + C.A.. O HDL apresentou uma capacidade adsortiva (24,40 mg de adsorvato/g de adsorvente após 36 min) maior do que obtida por C.A. (18,86 mg de adsorvato/g de adsorvente após 30 min) e para o C.A. + HDL (22,0 mg de adsorvato/g de adsorvente após 30 min). Os dados experimentais cinéticos de adsorção para o 2,4-D se ajustou melhor ao modelo de pseudo-segunda ordem. O processo de adsorção foi mais bem descrito pela isoterma de Freundlich descrevendo uma interação física entre o adsorvato e o adsorvente, valores de 1/n no intervalo de 0 a 1, sugerindo que a adsorção no HDL é favorável e n>1, indicando a presença de sítios do adsorvente heterogêneos energeticamente. Os parâmetros termodinâmicos obtidos indicaram uma adsorção exotérmica, espontânea, com diminuição do grau de liberdade entre as espécies adsorvidas na superfície do HDL. A partir dos resultados dos parâmetros da coluna de adsorção em leito fixo, concluiu-se que o HDL [Ni-Al-NO3] é um material promissor como adsorvente do herbicida 2,4-D em águas contaminadas. |
Abstract: | 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) is a herbicide, commonly used in agriculture, and one of the most commercialized in Brazil. However, the growing concern with environmental pollution has justified the need for development of technologies for pollutant removal. The aim of this work was to evaluate the adsorption efficiency of the herbicide 2,4-D by lamellar double hydroxides [Ni-Al-NO3] synthesized by coprecipitation method at pH 8.0± 0.5. Structural characterization of the adsorbent was carried out by X-ray diffraction (XRD), morphological characterization by scanning electron microscopy (SEM), thermal characterization by thermogravimetric analysis (TGA) and the specific surface area was determined by Brunauer-Emmett-Teller (B.E.T) method. XRD for HDL [Ni-Al-NO3] showed well-defined diffraction peaks, structure similar to hydrotalcite. In SEM images of the HDL, the presence of aggregated particles of asymmetric sizes with rounded edges and a porous morphology was observed. The B.E.T. showed a pore volume of 0.118 cm3 g-1 and a V-type isotherm. The adsorption experiments were performed with a 0.5 mmol L-1 herbicide solution at pH 3.5 in a fixed bed column at 21 oC, with only HDL [Ni-Al-NO3], and for comparison purposes a column containing active carbon (AC) and HDL [Ni-Al-NO3] + AC was also used. The HDL showed a higher adsorptive capacity (24.40 mg of adsorbate/g of adsorbent after 36 min) than that obtained by C.A. (18.86 mg of adsorbate g-1 of adsorbent after 30 min) and for C.A. + HDL (22.0 mg of adsorbate/g of adsorbent after 30 min). The adsorption kinetic experimental data for 2,4-D best fitted the pseudo-second order model. The adsorption process was best described by the Freundlich isotherm describing a physical interaction between the adsorbate and the adsorbent, values of 1/n in the range of 0 to 1, suggesting that adsorption on HDL is favorable and n>1, indicating the presence of energetically heterogeneous adsorbent sites. The thermodynamic parameters obtained indicated exothermic, spontaneous adsorption with decreasing degrees of freedom among the adsorbed species on the HDL surface. From the results of the fixed bed adsorption column parameters, it was concluded that HDL [Ni-Al-NO3] is a promising material as an adsorbent of the herbicide 2,4-D in contaminated water. |
Keywords: | Tratamento de efluente Effluent treatment Adsorção Adsorption Pesticida Pesticide |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
Subject: | Química Ácido diclorofenoxiacético Toxicologia ambiental Resíduos herbicidas - Adsorção Metais - Toxicologia |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Química |
Quote: | ROSA, Naila Gleycy Collins. Estudo do processo de adsorção do ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4 - D) pelo Hidróxido Duplo Lamelar do sistema [Ni-Al-NO3] em coluna de leito fixo. 2023. Dissertação (mestrado em química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2023.253 |
Document identifier: | http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.253 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/38025 |
Date of defense: | 24-Feb-2023 |
Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Química |
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