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Tipo: Dissertação
Título: Modelagem do equilíbrio de adsorção bicomponentes: aplicação para atrazina e simazina em carvão ativado
Autor(es): Freddo, Letícia
Primeiro Orientador: Wenzel, Bruno München
Primeiro coorientador: Cabrera, Liziara da Costa
Primeiro membro da banca: Cardoso, Manuela Gomes
Segundo membro da banca: Borba, Carlos Eduardo
Resumo: Este estudo desenvolve modelos matemáticos para explicar o equilíbrio de adsorção de atrazina e simazina por carvão ativado em condições experimentais mono e bicomponentes. Para os experimentos, diferentes concentrações foram testadas em quatro temperaturas diferentes (20, 25, 35 e 45 °C). Os testes foram desenvolvidos utilizando as seguintes condições fixas: 0,038 g de carvão ativado, tempo de adsorção de 12 horas e volume de solução de 200 mL. Os reatores foram levados ao banho termostático Dubnoff Bath SL-157 e os resultados das concentrações de atrazina, simazina foram monitorados usando o cromatógrafo líquido LC-ESI-MS (LC 2020, Shimadzu®). Um modelo geral que pudesse explicar o equilíbrio de adsorção multicomponente dos compostos foi desenvolvido, e a partir deste, várias hipóteses de modelos matemáticos foram pensados e testados para explicar o equilíbrio do processo. O modelo monocamada de dois sítios mostrou-se como o melhor modelo isotérmico para descrever o equilíbrio do sistema. Os resultados indicaram uma capacidade máxima de adsorção para 35°C (44,53 mg g -1). Parâmetros termodinâmicos e constantes de equilíbrio mostraram que o processo é favorável e espontâneo para atrazina no sítio ativo S1 e para simazina no sítio ativo S2, revelando que, mesmo havendo competição pelos sítios, os dois compostos podem ser adsorvidos de modo eficiente na mesma solução aquosa. Os resultados termodinâmicos sugerem dois tipos de mecanismos de adsorção na superfície: físicos e químicos. Assim, o estudo traz um modelo matemático alternativo para explicar a adsorção bicomponente para atrazina e simazina e contribui para um melhor conhecimento do processo de adsorção multicomponente e equilíbrio do sistema que pode ser testado e aplicado a outros tipos de poluentes.
Abstract/Resumen: This study develops mathematical models to explain the adsorption equilibrium of atrazine and simazine by activated carbon under single and bicomponent experimental conditions. For the experiments, different concentrations were tested at four different temperatures (20, 25, 35 and 45 °C).The tests were developed using the following fixed conditions: 0.038 g of activated carbon, adsorption time of 12 hours and solution volume of 200 mL. The reactors were placed in the Dubnoff Bath SL-157 thermostatic bath and the results of atrazine, simazine concentrations were monitored using the LCESI-MS liquid chromatograph (LC 2020, Shimadzu®).A general model that could explain the multicomponent adsorption equilibrium of the compounds was developed, and from this, several hypotheses of mathematical models were thought and tested to explain the equilibrium of the process. The two-site monolayer model proved to be the best isothermal model to describe the equilibrium of the system. The results indicated a maximum adsorption capacity at 35°C (44.53 mg g -1 ).Thermodynamic parameters and equilibrium constants showed that the process is favorable and spontaneous for atrazine in the S1 active site and for simazine in the S2 active site, revealing that, even with competition for the sites, the two compounds can be efficiently adsorbed in the same aqueous solution. The thermodynamic results suggested two types of surface adsorption mechanisms: physical and chemical. Thus, the study brings an alternative mathematical model to explain the bicomponent adsorption for atrazine and simazine and contributes to a better understanding of the multicomponent adsorption process and system equilibrium that can be tested and applied to other types of pollutants.
Palavras-chave: Equilíbrio de adsorção
Carvão ativado
Atrazina
Simazina
Adsorção multicomponente
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal da Fronteira Sul
Sigla da Instituição: UFFS
Faculdade, Instituto ou Departamento: Campus Cerro Largo
Nome do Programa de Pós Graduação : Programa de Pós-Graduação em Ambiente e Tecnologias Sustentáveis
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/8387
Data do documento: 2023
Nível: Mestrado
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Ambiente e Tecnologias Sustentáveis

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