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Tipo do documento: Dissertação
Título: Síntese e caracterização de zeólitas nanoestruturadas para adsorção de íons Mn2+ em meio aquoso
Autor: OLIVEIRA, Anderson Maida Siqueira 
Primeiro orientador: GIRALDI, Tania Regina
Primeiro membro da banca: DEL ROVERI, Carolina
Segundo membro da banca: MENDONÇA, Vagner Romito de
Resumo: Cada vez mais se tem dado atenção ao que diz respeito à poluição dos recursos hídricos por metais pesados. Uma das principais questões ambientais envolvidas na indústria e na mineração é o tratamento dos efluentes gerados por essas atividades. Na atividade mineradora, a drenagem ácida das minas é outro problema comum. É nesse contexto que emerge um crescente interesse no desenvolvimento de metodologias de tratamento de ambientes aquáticos, que promovam eficientemente a remoção dessas substâncias, tal qual o processo de adsorção. Assim sendo, o presente trabalho teve como principal interesse a obtenção de nanopartículas de zeólitas e a avaliação da sua capacidade de adsorção, para íons Mn2+ dispersos em meio aquoso. As partículas de zeólita foram sintetizadas na forma de pó, pelo método sol-gel, seguido por envelhecimento hidrotérmico sob radiação micro-ondas e várias sínteses foram realizadas. Variou-se durante as sínteses a proporção de reagentes, a temperatura do meio reacional, o tempo de envelhecimento hidrotérmico e a fonte precursora de sílica, de modo a estabelecer a influência desses parâmetros nas características estruturais e morfológicas das partículas. Os primeiros testes de síntese visaram a obtenção de uma nova rota de formação de zeólitas, utilizando dióxido de silício cristalino como reagente e não se mostram eficientes quanto à formação da estrutura zeolítica. A maior parte da sílica cristalina permaneceu sem reagir e algumas partículas de zeólita se apresentaram como uma impureza minoritária. Os valores de área superficial e volume de poros encontrados no material sintetizado foram muito baixos em relação à zeólita comercial. Já nas sínteses seguintes, conduzidas com sílica pirogênica amorfa, houve a formação da estrutura GIS quando a temperatura adota foi de 140ºC, com uma hora de tratamento hidrotermal. Testes de adsorção foram conduzidos para avaliar a remoção de íons Mn2+ utilizando esta zeólita como adsorvente. A adsorção do íon apresentou-se como altamente favorável para a zeólita Na-P1, com o maior percentual de remoção obtido em pH 8, com uma concentração de partículas de 1g/L e sendo o processo controlado pelo modelo cinético de pseudosegunda ordem. A isoterma de adsorção teve um bom ajuste ao modelo de Langmuir, sendo a capacidade de adsorção máxima calculada pelo método de 44,05mg de Mn2+ por 1 grama de zeólita.
Abstract: An Increasing attention has been paid to water resources pollution by heavy metals. One of the main environmental issues involved in industry and mining activities is the treatment of effluents generated by them. In mining, acid mine drainage is a quite common problem. In this context, there is a growing interest in the development of methodologies for the treatment of water which efficiently promote the removal of these substances, such as the adsorption process. This work’s main interest was the obtaining of zeolite nanoparticles and the evaluation of their adsorption capacity for Mn2+ ions dispersed in aqueous solutions. The zeolite particles were synthesized in the powder form by the sol-gel method, followed by a hydrothermal aging under microwave radiation and several syntheses were performed. The proportion of reactants, the reaction medium temperature, the hydrothermal aging time and the source of silica were varied during the syntheses, in order to establish the influence of these parameters on the structural and morphological particles’ characteristics. The first tests aimed at the obtaining of a new zeolites formation route, using crystalline silicon dioxide as reagent and did not prove efficient in the formation of the zeolite structure. Most of the crystalline silica remained unreacted and some zeolite particles appeared as a minor impurity. The values of surface area and pore volume founded for the synthesized material were very low compared to the commercial zeolite. In the following syntheses, conducted with pyrogenic amorphous silica, the GIS zeolite structure was formed when the temperature adopted was 140ºC and the hydrothermal treatment time was one hour. Adsorption tests were conducted to evaluate the Mn2+ ions removal using this zeolite as adsorbent. The ion adsorption was highly favorable for the Na-P1 zeolite, with the highest removal percentage obtained at pH 8, with a particle concentration of 1g/L, and the process was controlled by the pseudo-second order kinetic model. The adsorption isotherm of the processes fitted to the Langmuir model, with the maximum adsorption capacity calculated by the method of 44,05mg of Mn2+ per gram of zeolite.
Palavras-chave: Zeólitas.
Síntese.
Adsorção.
Manganês.
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Instituto de Ciência e Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Citação: OLIVEIRA, Anderson Maida Siqueira. Síntese e caracterização de zeólitas nanoestruturadas para adsorção de íons Mn2+ em meio aquoso. 2019. 115 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de Alfenas, Poços de Caldas, 2019.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1517
Data de defesa: 19-Jul-2019
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