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Type: TESE DIGITAL
Title: Aplicação da blenda de sericina/alginato na produção de partículas para adsorção de íons metálicos
Title Alternative: Application of sericin/alginate blend in particles production for adsorption of metal ions
Author: Lima, Jacqueline Oliveira de, 1990-
Advisor: Silva, Meuris Gurgel Carlos da, 1955-
Abstract: Resumo: A sericina é uma proteína presente no casulo do bicho-da-seda, geralmente descartada em efluentes de processos de fiação. O uso do alginato na formação da blenda com essa proteína visa melhorar as características físicas do biomaterial produzido. Processos de adsorção conduzidos por biomateriais surgem como alternativa aos processos convencionais para o tratamento de efluentes. Neste sentido, o objetivo deste estudo foi investigar o uso de partículas de sericina/alginato como um bioadsorvente para a remoção de íons metálicos de águas residuais. A partícula otimizada para o teste de afinidade com íons metálicos foi a reticulada termicamente a 100°C e produzida por gotejamento em solução aquosa de CaCl2. Desse teste foi obtida a seguinte ordem de afinidade: Cd2+ > Cr3+ > Ni2+ > Zn2+ > Cu2+ > Pb2+ > Ag+. Os ensaios cinéticos e de equilíbrio foram realizados com o íon metálico Cd2+, para o qual a partícula apresentou maior porcentagem de remoção (85,2%). Os modelos cinéticos de Pseudoprimeira ordem, Pseudossegunda ordem, Difusão intrapartícula, modelo de Boyd e Transferência de massa em filme externo foram ajustados aos dados experimentais. Os resultados mostraram que a difusão intrapartícula e a transferência de massa em filme externo desempenham papel considerável na bioadsorção de Cd2+ por partículas de sericina/alginato. As isotermas de equilíbrio foram avaliadas utilizando os modelos de Langmuir, Freundlich e Dubinin-Radushkevich. O modelo de Freundlich, no qual se prevê a heterogeneidade dos sítios de adsorção, foi o que representou o melhor ajuste aos dados experimentais em todas as temperaturas avaliadas (10, 20, 40 e 60°C). Parâmetros termodinâmicos, como a variação da energia de Gibbs (?G), da entalpia (?H) e da entropia (?S), foram determinados pela lei de Henry. A adsorção de íons cádmio em partículas de sericina/alginato foi termodinamicamente espontânea e de natureza exotérmica. Análises de caracterização deste bioadsorvente, antes e após o processo de adsorção, foram realizadas por meio das seguintes técnicas: Fisissorção de N2 (BET), Picnometria a gás hélio, Porosimetria de mercúrio, Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia Ótica, Espectroscopia no Infravermelho, Difração de raios-X, Análise Termogravimétrica, Análise Termodiferencial e Potencial Zeta. Verificou-se que a adsorção de íons de cádmio não altera significativamente as propriedades do sólido adsorvente. Os resultados sugerem, então, que as partículas de sericina/alginato podem ser aplicadas como bioadsorventes eficazes para a remoção de Cd2+ de águas residuais

Abstract: Sericin is a protein present in silkworm cocoon, usually discarded in wastewater from spinning processes. The use of alginate in the formation of the blend with this protein aims to improve the physical characteristics of the biomaterial produced. Adsorption processes conducted by biomaterials are an alternative to conventional methods for wastewater treatment. In this sense, the aim of this study was to investigate the use of sericin/alginate particles as a bioadsorbent for removing metal ions from wastewater. The optimal particle for the affinity test with metal ions was thermally crosslinked at 100°C and produced by dripping in aqueous CaCl2 solution. In this test, the following affinity sequence was obtained: Cd2+ > Cr3+ > Ni2+ > Zn2+ > Cu2+ > Pb2+ > Ag+. The kinetic assays and balance were performed with Cd2+ metal ion, which had higher removal percentage (85.2%). Kinetic models of Pseudo-first order, Pseudo-second order, Intra-particle diffusion, Boyd and external film mass transfer were adjusted to experimental data. Results showed that intra-particle diffusion and external film mass transfer play an important role in Cd2+ bioadsorption by sericin/alginate particles. Equilibrium isotherms were evaluated using Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich models. Freundlich model, which predicts heterogeneity of adsorption sites, provided the best fit to experimental data for all temperatures (10, 20, 40 and 60°C). Thermodynamic parameters as Gibbs energy (?G), enthalpy (?H) and entropy (?S) were determined by Henry¿s law. Adsorption of cadmium ions in sericin/alginate particles was thermodynamically spontaneous and of exothermic nature. Analyses for bioadsorbent characterization were performed before and after the adsorption process using the following techniques: N2 physisorption (BET), Helium Pycnometry, Mercury Porosimetry, Scanning Electron Microscopy, Optical Microscopy, Infra-red Spectroscopy, X-ray Diffraction, Thermo-Gravimetric Analysis, Thermo-Differential Analysis and Zeta Potential. It was verified that the adsorption of cadmium ions does not change substantially the properties of the solid adsorbent. Results suggest that the sericin/alginate particles can be used as effective bioadsorbent for the removal of Cd2+ in wastewater
Subject: Alginatos
Adsorção
Íons metálicos
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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