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Remoção do poluente nitrato através de zeólitas sintetizadas a partir de cinzas de carvão

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Remoção do poluente nitrato através de zeólitas sintetizadas a partir de cinzas de carvão

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Título Remoção do poluente nitrato através de zeólitas sintetizadas a partir de cinzas de carvão
Autor Zanolla, Diego Miotto
Orientador Feris, Liliana Amaral
Co-orientador Zen, Barbara Potrich
Data 2015
Nível Graduação
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia. Curso de Engenharia Química.
Assunto Engenharia química
Resumo As atividades humanas, como o uso de fertilizantes, a produção de energia a partir de combustíveis fósseis e a disposição inadequada dos resíduos têm provocado alterações no ciclo natural do nitrogênio. Em soluções aquosas, a forma mais estável do nitrogênio é o nitrato, composto que, em excesso, causa incontáveis efeitos nocivos para a humanidade, para o ecossistema e para a atmosfera. Técnicas convencionais para tratamento desse poluente são pouco eficientes, e outras como a troca iônica, a desnitrificação química e a osmose inversa apresentam altos custos. Assim, técnicas de sorção com zeólitas sintetizadas a partir de cinzas de carvão (resíduo gerado nas termelétricas pela combustão do carvão) vêm sendo estudadas e apresentam-se como alternativas eficientes no tratamento de efluentes líquidos. Além disso, a modificação superficial dessas zeólitas com surfactantes catiônicos permite a remoção simultânea de ânions, cátions e moléculas orgânicas apolares de águas residuárias. Com o objetivo de remover íons nitrato de efluentes líquidos, sintetizou-se zeólitas a partir de cinzas da combustão de carvão pulverizado e modificou-se o material obtido com o surfactante catiônico hexadeciltrimetilamônio brometo (HDTMA-Br). Para avaliar se houve conversão das cinzas em zeólitas, analisou-se, para ambos os materiais, a área superficial BET e o volume de poros BJH. Foram obtidos aumentos de 21 vezes na área superficial BET e 6 vezes no volume de poros das zeólitas em relação às cinzas, o que comprova a eficiência da síntese. Ainda, para confirmar a modificação das zeólitas com surfactante catiônico, caracterizou-se os sólidos sorventes modificados e não modificados por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). A ocorrência da modificação foi comprovada pela presença dos picos característicos do HDTMA-Br no espectro de infravermelho da zeólita modificada. Para a determinação das condições ideais de sorção, realizou-se ensaios de sorção a fim de avaliar a influência dos parâmetros pH, tempo e concentração de sólido sorvente. Adicionalmente, foi construída a isoterma de sorção para o nitrato, ajustando-se os dados obtidos com os modelos de Langmuir e de Freundlich. A partir de 100 mL de uma solução de 20 ppm de nitrato, foi possível obter uma remoção próxima a 87% do poluente, nas condições de pH 6, tempo de 60 minutos e concentração de sólido sorvente de 10 g/L. O modelo de Freundlich foi o modelo de isoterma que melhor se ajustou aos dados experimentais, com um valor de R2 de 0,995440, sugerindo adsorção cooperativa em múltiplas camadas no sistema nitrato/zeólita.
Tipo Trabalho de conclusão de graduação
URI http://hdl.handle.net/10183/127796
Arquivos Descrição Formato
000970344.pdf (1.319Mb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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