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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Brandão, Mariétte Sueli Baggio
Título: Um Novo Adsorvente de Íons de Metais Pesados: O Compósito Óxido de Manganês (IV) / Acetato de Celulose Fibroso
Ano: 1988
Orientador: Prof. Dr. Fernando Galembeck
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: --
Resumo: Óxido de manganês (IV) suportado em acetato de celulose fibroso (ACF/MnO2) é um material que reúne as propriedades adsorventes do óxido à facilidade de manuseio de fibras poliméricas. Por este motivo tem potencial de uso na remoção de íons de metais pesados, de água. Neste trabalho são relatados: a) preparação e caracterização do ACF/MnO2; b) as isotermas de adsorção de íons Cu(II) e Pb(II) em ACF/MnO2; c) o desempenho do compósito na adsorção de íons Cu (II) sob regime de adsorção dinamico. Óxido de manganês (IV) foi suportado em ACF por imersão do polímero em solução ácida (HNO3) de permanganato de potássio a 60° C por 2 horas. Foi caracterizado através de: a) difração de raios-X; b) medida de área superficial através do método ZIA (Zinc Ion Adsorption); c) análise termogravimétrica. Os resultados obtidos indicam que óxido de manganês (IV) suportado em acetatoé não-cristalino e possui uma área superficial de 1857 m/g. Foi avaliada a capacidade de adsorção do compósito frente aos íons Cu (II) e Pb (II). Foram obtidas isotermas cujas características são: alta afinidade e baixas concentrações, com saturação de 2mM; a capacidade de adsorção é de :Cu (II), 1,7 mmol/g MnO2 e Pb(II), 2,3mmol/g MnO2. A capacidade de adsorção de íons Cu (II) varia com a temperatura : 1,2 mmol/g MnO2 a 10°C e 1,9 mmol/g MnO2 a 40° C. A cinética de adsorçãode íons Cu (II) é lenta, completando-se a cerca de 24 horas. Foi observado também uma dependência da capacidade de adsorção de íons Cu (II) em função do pH inicial da solução. Quanto ao desempenho do compósito na adsorçãode íons Cu (II) sob regime de fluxo constante de solução, foi observado que para uma solução de alimentação contendo 5 ppm de íons Cu (II) a uma vazão de 3,67 ml/min obteve-se uma rentenção superior a 95% de Cu (II) ao serem coletados os primeiros 600ml de efluente. Foi determinado que a adsorção de íons Cu (II) sobre o ACF/MnO2 é pouco reversível e que paralelamente a ela ocorre dessorção de íons manganês. Destes resultados conclui-se que o Cu (II) é quimissorvido em ACF/MnO2 e que este compósito é um adsorvente conveniente para remoção de baixas concentrações de íons Cu (II) e Pb (II), de água.
Abstract: Manganese (IV) oxide supported on celluose acetate (CAF/MnO2) is a material which combines the adsorbent properties of MnO2 to the handling characteristics of the polymer fibers. For this reason, it is potentially useful in metal ion removal, from water. This work present: a) the preparation and characterization of the composite, CAF/MnO2; b) adosrption isotherms of Cu (II) and Pb (II) ions, on the composites; c) CAF/MnO2 performance on Cu (II) ions adosrption , in a column. Manganese (IV) oxide was deposited on celluolose acetate fibres by immersion in aqueous acidic (HNO3) solution of potassium permanganate at 60°C for 2 hours and characterizad by: a) X-ray diffactions ; b) surface area determination (Zinc Ion Adsorption Method); c) thermogravimetric analysis. CAF/MnO2 is non-crystalline and its specific surface area amounts to 1857 m/g. The adsorption capacity of the composite was evaluated for Cu (II) and Pb (II) ions. Isotherms were obtained showing the following characteristics: high affinity at low concentrations; saturation above an equilibrium concentration of 2,0 mM; adsorption capacites are: 1,7 mmol/g MnO2 for Cu (II) and 2,3 mmol/g MnO2 fo Pb (II). Adsorption capacity of Cu (II) is temperature dependent: 1,2 mmol/g MnO2 at 10°C and 1,9 mmol/g MnO2 at 40°C Cu (II) ions adsorption is slow ( equilibrium is reached after ca. 24 hours) and pH dependent. During continuos flow of CuSO4 solution through a column packed with CAF/MnO2, Cu (II) ions are effectively removed, even when the feed stream has concentration as low as 5ppm. Cu (II) adsorption on CAF/MnO2 is irreversible and occurs with dessorption of manganese ions. The conclusions of this work are: Cu (II) is chemisorbed on CAF/MnO2; this composite is a convenient adsorbent of heavy-metal ions from dilute aqueous solutions.
Arquivo (Texto Completo): vtls000046977.pdf ( tamanho: 7,91MB )

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