Estudo da adsorção dos corantes sintéticos azul de metileno e vermelho do congo e do antibiótico tetraciclina utilizando o argilomineral haloisita

dc.contributor.advisorSantos, Luciene da Silva
dc.contributor.advisor-co1Câmara, Anne Beatriz Figueira
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-4135-5639pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9992329938705159pt_BR
dc.contributor.authorSilva, Mariana Raquel de Lima
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5799115716149386pt_BR
dc.contributor.referees1Fonseca, José Luis Cardozo
dc.contributor.referees2Kramer, Carlos Augusto Cabral
dc.contributor.referees3Castellón, Enrique Rodríguez
dc.contributor.referees4Campos, Leila Maria Aguilera
dc.date.accessioned2024-08-05T19:50:23Z
dc.date.available2024-08-05T19:50:23Z
dc.date.issued2024-03-22
dc.description.abstractHalloysite (Hal) is a clay mineral with potential applications in various industrial sectors, primarily due to it is tubular morphology. The use of this material as an adsorbent in the removal process of pharmaceuticals like tetracycline, and for eliminating synthetic dyes such as Congo Red (CR) and Methylene Blue (MB) in aqueous solutions, is considered an efficient, non-toxic, and cost-effective method. The utilization of Hal for dye and pharmaceutical removal has proven to be economically and environmentally feasible for industrial applications. In this study, the characterization of this material, in it is natural form (Hal) and after acid treatment (Hal-A), was conducted using techniques such as X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and N2 adsorption/desorption. TEM analysis revealed the formation of nanotubes ranging from 60 to 600 nm in length, and N2 adsorption/desorption indicated that the clay mineral is mesoporous with a surface area of 38.10 m2.g-1 for Hal-A. The determination of adsorbate concentrations was carried out via UV-Visible spectrophotometry. Various kinetic and equilibrium models were applied to elucidate the adsorption mechanism, and the experimental data fitted well with the pseudo-second-order kinetic model (R2 = 0,9999) for all used adsorbates, suggesting that the mechanism for this process relies on chemisorption. The maximum adsorption capacity of tetracycline calculated from the Langmuir equilibrium isotherm (R2 = 0.9909) was 4.08 mg.g-1 for Hal-A, with removal rates of approximately 92% (Hal) and 98% (Hal-A). The adsorbent also exhibited potential in removing the dyes CR (> 98%) and MB (> 85%) with in 180 minutes, using 0.3 g of adsorbent and an initial dye concentration of 250 mg.L-1. The halloysite clay mineral demonstrated high efficiency as an adsorbent material for the removal of both CR and MB dyes as well as the pharmaceutical tetracycline, standing out for its natural origin, low cost, and environmentally friendly nature.pt_BR
dc.description.resumoA haloisita (Hal) é um argilomineral com possibilidade de aplicação em diversas áreas da indústria, principalmente devido a sua morfologia tubular. A utilização desse material como adsorvente no processo de remoção de fármacos, como a tetraciclina, e para a remoção de corantes sintéticos, como o vermelho Congo (VC) e azul de metileno (AM) em meio aquoso é considerada um método eficiente, atóxico e de baixo custo. O uso da Hal para remoção de corantes e fármacos mostrou-se economicamente e ambientalmente viável para a aplicação industrial. Neste trabalho, a caracterização desse material, na sua forma natural (Hal) e após tratamento ácido (Hal-A), foi realizada a partir da aplicação das técnicas de fluorescência de raios X (FRX), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análises termogravimétricas (TGA), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), e a adsorção/dessorção de N2. As análises pelo MET mostraram a formação de nanotubos de 60 a 600 nm de comprimento e a adsorção/dessorção de N2 indicou que o argilomineral é mesoporoso com área superficial de 38,10 m2.g-1 para Hal-A. A determinação da concentração dos adsorbatos foi realizada a partir de espectrofotometria de ultravioleta-visível (UV-Vis). Diversos modelos cinéticos e de equilíbrio foram aplicados para a obtenção do mecanismo de adsorção e o ajuste dos dados experimentais ao modelo cinético de pseudo-segunda (R2 = 0,9999) ordem ocorreu para todos os adsorbatos utilizados, indicando que o mecanismo para esse processo se baseia na quimissorção. A capacidade máxima de adsorção da tetraciclina calculada a partir da isoterma de equilíbrio de Langmuir (R2 = 0,9909) foi de 4,08 mg.g-1 para Hal-A, com remoção aproximadamente de 92% (Hal) e 98% (Hal-A). O adsorvente também apresentou potencial para remover os corantes VC (> 98%) e AM (> 85%) em 180 min, utilizando 0,3 g de adsorvente e concentração inicial de corante de 250 mg.L-1. O argilomineral haloisita apresentou elevada eficiência como material adsorvente para a remoção tanto dos corantes VC e AM, quanto do fármaco tetraciclina, destacando-se por ser um material natural, de baixo custo e ambientalmente amigável.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationSILVA, Mariana Raquel de Lima. Estudo da adsorção dos corantes sintéticos azul de metileno e vermelho do congo e do antibiótico tetraciclina utilizando o argilomineral haloisita. Orientadora: Dra. Anne Beatriz Figueira Câmara. 2024. 128f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/58985
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectHaloisitapt_BR
dc.subjectCorantespt_BR
dc.subjectFármacospt_BR
dc.subjectIsoterma de adsorçãopt_BR
dc.subjectCinética de adsorçãopt_BR
dc.subjectTermodinâmica de adsorçãopt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApt_BR
dc.titleEstudo da adsorção dos corantes sintéticos azul de metileno e vermelho do congo e do antibiótico tetraciclina utilizando o argilomineral haloisitapt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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