Publicação
Remoção de poluentes em solução aquosa por carvões activados
| Resumo: | Este trabalho consistiu na caracterização de carvões activados comerciais e no estudo da sua aplicação na remoção de cafeína, em soluções com diferentes solventes (água e misturas água-metanol e água-2-propanol). Realizou-se igualmente uma primeira abordagem ao uso dos carvões activados na inactivação de bactérias, nomeadamente a Escherichia coli, em diferentes meios. Os carvões activados foram caracterizados por adsorção de azoto a – 196 °C e de dióxido de carbono a 0 °C e pela determinação do ponto de carga zero e do conteúdo em cinzas. Para avaliar o efeito da presença dos co-solventes metanol e 2-propanol na adsorção da cafeína em fase líquida realizaram-se ensaios cinéticos e de equilíbrio. Os resultados dos estudos cinéticos mostraram que, relativamente ao processo de adsorção em fase aquosa, a introdução do co-solvente reflecte-se num decréscimo da velocidade do processo e, no caso do 2-propanol igualmente numa diminuição acentuada da eficiência de remoção, o que se justifica pelo aumento significativo da solubilidade da cafeína na mistura água-2-propanol. As isotérmicas mostraram que a introdução do 2-propanol leva à obtenção de curvas do tipo F, enquanto no caso dos outros dois sistemas se obtiveram isotérmicas do tipo L. A análise dos resultados mostrou que o processo de adsorção segue um mecanismo de Langmuir no caso dos solventes água e água-metanol contudo ajusta- -se à equação de Freundlich quando é introduzido o co-solvente 2-propanol. Esta mudança do mecanismo de adsorção foi explicada considerando a maior solubilidade da cafeína na mistura água-2-propanol e, pela análise dos parâmetros de Hansen das várias espécies presentes, concluiu-se que o 2-propanol deverá competir com a cafeína para os centros activos de adsorção. Os ensaios realizados sobre uma amostra com características superficiais ácidas mostrou que a adsorção de moléculas de água é o factor determinante para o decréscimo da capacidade de adsorção, prevalecendo sobre o efeito do co-solvente. Os resultados do estudo prévio sobre a inactivação da bactéria E. coli nos carvões activados ensaiados revelaram que este processo parece ser maioritariamente influenciado pela dimensão das partículas do carvão. |
|---|---|
| Autores principais: | Marques, Susana Cristina Roque Marques |
| Assunto: | Carvões activados Adsorção em fase líquida Co-solventes orgânicos Escherichia coli. Teses de mestrado - 2011 |
| Ano: | 2011 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade de Lisboa |
| Idioma: | português |
| Origem: | Repositório da Universidade de Lisboa |
| Resumo: | Este trabalho consistiu na caracterização de carvões activados comerciais e no estudo da sua aplicação na remoção de cafeína, em soluções com diferentes solventes (água e misturas água-metanol e água-2-propanol). Realizou-se igualmente uma primeira abordagem ao uso dos carvões activados na inactivação de bactérias, nomeadamente a Escherichia coli, em diferentes meios. Os carvões activados foram caracterizados por adsorção de azoto a – 196 °C e de dióxido de carbono a 0 °C e pela determinação do ponto de carga zero e do conteúdo em cinzas. Para avaliar o efeito da presença dos co-solventes metanol e 2-propanol na adsorção da cafeína em fase líquida realizaram-se ensaios cinéticos e de equilíbrio. Os resultados dos estudos cinéticos mostraram que, relativamente ao processo de adsorção em fase aquosa, a introdução do co-solvente reflecte-se num decréscimo da velocidade do processo e, no caso do 2-propanol igualmente numa diminuição acentuada da eficiência de remoção, o que se justifica pelo aumento significativo da solubilidade da cafeína na mistura água-2-propanol. As isotérmicas mostraram que a introdução do 2-propanol leva à obtenção de curvas do tipo F, enquanto no caso dos outros dois sistemas se obtiveram isotérmicas do tipo L. A análise dos resultados mostrou que o processo de adsorção segue um mecanismo de Langmuir no caso dos solventes água e água-metanol contudo ajusta- -se à equação de Freundlich quando é introduzido o co-solvente 2-propanol. Esta mudança do mecanismo de adsorção foi explicada considerando a maior solubilidade da cafeína na mistura água-2-propanol e, pela análise dos parâmetros de Hansen das várias espécies presentes, concluiu-se que o 2-propanol deverá competir com a cafeína para os centros activos de adsorção. Os ensaios realizados sobre uma amostra com características superficiais ácidas mostrou que a adsorção de moléculas de água é o factor determinante para o decréscimo da capacidade de adsorção, prevalecendo sobre o efeito do co-solvente. Os resultados do estudo prévio sobre a inactivação da bactéria E. coli nos carvões activados ensaiados revelaram que este processo parece ser maioritariamente influenciado pela dimensão das partículas do carvão. |
|---|