Adsorção de ânions de soluções aquosas utilizando hidroxicarbonatos de Mg-Al, Zn-Al e Ca-Al

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Maia, Marina Avena
• Orientador(a): Gutterres, Mariliz, Pérez Lopez, Oscar William
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Hidróxidos duplos lamelares; Adsorção; Tratamento de efluentes; Fosfato
• Palavras-chave em Inglês: Layered double hydroxides; Adsorption; Wastewater treatment; Phosphate; Multi-anions
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/194334

A utilização de tecnologias de tratamento de efluentes para remoção de íons é necessária para evitar a contaminação de ambientes aquáticos. Este trabalho tem como objetivo utilizar hidróxidos duplos lamelares (HDLs) para remoção de espécies aniônicas de soluções aquosas e de efluentes industriais, através do processo de adsorção. Foram sintetizados três sólidos HDLs Mg-Al, Zn-Al e Ca-Al pelo método de coprecipitação em pH variável através de um sistema semi-batelada. Os materiais foram caracterizados por difração de raios-X, análise termogravimétrica em conjunto com análise térmica diferencial, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier e por adsorção de nitrogênio para a determinação da área superficial específica. Através das análises de caracterização, observou-se que apenas os materiais Mg-Al e Zn-Al HDLs formaram a estrutura dos compostos do tipo hidrotalcita. Os HDLs Mg-Al, Zn-Al e Ca-Al apresentaram uma área superficial específica de 93,7, 133,2 e 29,3 m²/g, respectivamente. Nos ensaios de remoção individual para os ânions cloreto, brometo, nitrato, fosfato e sulfato e em soluções multi-ânions contendo os cinco ânions no mesmo meio reacional, observou-se uma taxa de remoção mais significativa para o ânion fosfato demonstrando a seletividade dos materiais a esse ânion. Devido a sua maior remoção nos ensaios multi-ânions, o ânion fosfato foi investigado individualmente. Nos ensaios de adsorção para o ânion fosfato, ao utilizar uma dosagem de 5 g/L em solução aquosa, os HDLs Mg-Al, Zn-Al e Ca-Al atingiram remoção de 97%, 94% e 50%, respectivamente. Os dados experimentais de adsorção para o ânion fosfato em solução aquosa indicaram que o modelo de pseudo-segunda ordem descreveu melhor a cinética de adsorção. Os dados experimentais ajustaram-se aos modelos Sips (R2aj = 0,9806) e Freundlich (R2aj = 0,9701) para os Mg-Al e Zn-Al HDLs, respectivamente. Foi avaliada a aplicabilidade industrial do processo de adsorção para a remoção de fosfato utilizando um efluente real. Foram alcançadas remoções de 73,7% e 67,1% para Mg-Al e Zn-AL HDLs, respectivamente. Portanto, é possível afirmar que os HDLS Mg-Al e Zn-Al podem ser utilizados como adsorventes promissores para remoção de fosfato de ambientes aquáticos.