Aumento da adsorção de crômio, cádmio, chumbo e níquel por biochars modificados com adição de grupos isotiocianato
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Data
2020-02-17
Autores
Orientador
Rosa, André Henrique 
Coorientador
Pós-graduação
Química - IQ
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
O biochar modificado produzido a partir do bagaço da cana-de-açúcar pode ser usado como adsorvente verde para remoção de íons metálicos potencialmente tóxicos de sistemas aquosos e efluentes. Neste trabalho, foi modificado quimicamente a superfície do biochar a partir do bagaço de cana de açúcar com ancoramento de grupos isotiocianato, utilizando tiocianato de potássio. Os biochars foram utilizados como adsorvente para remoção de Cd2+, Ni2+, Pb2+ e Cr3+ de soluções aquosas mono e multielementar. A caracterização dos biochars foi realizada por espectroscopia no infravermelho com transformada por Fourier (FTIR), pirólise acoplada a cromatografia gasosa/espectrometria de massa (Pi-CG-EM), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e análise imediata por termogravimetria. Os resultados mostraram que a modificação aumentou os teores de S e N na superfície dos biochars, particularmente de grupos isotiocianato. As adsorções máximas foram observadas para biochars sem e com modificação produzidos a 700 ° C e a pH 7. A cinética de adsorção de Cd2+, Ni2+, Pb2+ e Cr3+ pelos biochars sem e com modificação foi melhor descrita pelo modelo cinético de pseudo-segunda ordem. Os resultados indicaram que a remoção de íons metálicos pelo biochar modificado segue a ordem de Pb2+> Cr3+> Cd2+ ≅ Ni2+ e Cd2+> Pb2+> Ni2+ ≅ Cr3+ para o sistema mono e multielementares, respectivamente. Adsorção por fisissorção e quimisorção, complexação, co-precipitação e troca iônica foram os principais mecanismos de adsorção envolvidos. A presença de outros metais na solução multielementar causou um efeito sinérgico na adsorção de Cr3+, Cd2+ e Ni2+ e um efeito antagônico na adsorção de Pb2+. O biochar modificado por moléculas organossulfuradas pode ser um adsorvente eficaz para remover Cd2+, Ni2+, Pb2+ e Cr3+ de soluções aquosas e efluentes industriais.
Resumo (inglês)
Modified biochar produced from sugarcane bagasse can be used as green adsorbent for removal of potentially toxic metal ions from aqueous solutions and effluents. In this study, a surface chemical-modified sugarcane bagasse biochar with anchored isothiocyanate groups was prepared using potassium thiocyanate.The biochars were used as an adsorbent for removal of Cd2+, Ni2+, Pb2+ and Cr3+ from mono- and multi-element aqueous solutions. The characterisation of the biochars was performed by Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR), pyrolysis/gas chromatography-mass spectrometry (Py-GC-MS), proximate analysis and energy dispersive spectroscopy (EDS). The results showed that organosulphur modification increased S and N contents on the surface of the biochars, particularly isothiocyanate groups. The maximal adsorptions were observed for raw and modified biochars produced at 700°C and pH 7. The adsorption kinetics of Cd2+, Ni2+, Pb2+ and Cr3+ before and after biochar modification was best described by pseudo-second-order kinetic model. The results indicated that the removal of metal ions by modified-biochars follows the order of Pb2+ > Cr3+ > Cd2+ ≅ Ni2+ and Cd2+ > Pb2+ > Ni2+ ≅ Cr3+ for mono-element and multi-element system, respectively. . Adsorption for physissorption and chemisorption, complexation, co-precipitation and ion exchange were the adsorption mechanisms involved. The presence of other metals in the multi-element system caused a synergistic effect on adsorption of Cr3+, Cd2+ and Ni2+ and antagonistic effect on adsorption of Pb2+.Organosulphur modified biochar can be an effective adsorbent for removing Cd2+, Ni2+, Pb2+ and Cr3+ from aqueous solutions.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português