Peneiras moleculares do tipo MCM-41 incorporadas com nióbio e tântalo obtidos a partir do beneficiamento de mineral columbita para remoção de corante azul de metileno

dc.contributor.advisorSouza, Carlson Pereira de
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1030834608582624pt_BR
dc.contributor.authorOliveira, Tiago Fernandes de
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2943288968790991pt_BR
dc.contributor.referees1Moriyama, André Luís Lopes
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5552878900145656pt_BR
dc.contributor.referees2Barbosa, Cleonilson Mafra
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3946223809924016pt_BR
dc.contributor.referees3Silva, Marta Ligia Pereira da
dc.contributor.referees3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3899623847910065pt_BR
dc.contributor.referees4Rodrigues, Meiry Gláucia Freire
dc.contributor.referees4Latteshttp://lattes.cnpq.br/7257323910817700pt_BR
dc.date.accessioned2022-02-16T17:03:50Z
dc.date.issued2021-12-08
dc.description.abstractThe intense human activity, the population growth and the adverse effects of climate changes have impacted the planet's water supply, especially in the poorest countries. This is mainly due to the lack of rainfall and the contamination of water bodies by organic and inorganic pollutants, such as dye effluents from various industrial activities. Adsorption processes have been shown to be an economically advantageous alternative in the treatment of these wastewater. This work aimed to study the synthesis of MCM-41 type mesoporous molecular sieves modified with the inclusion of niobium and tantalum atoms from the hydrometallurgical processing of columbite ore, varying the molar ratio Si/M = 15, 30 and 60 (M = Nb and Ta). The materials obtained were characterized by XRD, SEM, TEM, FTIR, N2 adsorption and diffuse UV/vis reflectance, and the replacement of silicon atoms in the MCM41 structure by Nb and Ta atoms was demonstrated, with no prejudice to the characteristic hexagonal ordering of these materials. The molecular sieves were used as adsorbents to remove Methylene Blue dye. The effect of pH, adsorbent dosage and initial dye concentration on removal were evaluated. The adsorption kinetics and the equilibrium isotherm models showed a good fit of the experimental data to the pseudo-second order and Freundlich models, respectively, indicating the heterogeneity in the surface of these adsorbents. Furthermore, thermodynamic parameters indicated a spontaneous endothermic process. The materials obtained proved to be promising adsorbents for MB removal at pH=10, reaching high removal percentages (>99%) even in short contact times.pt_BR
dc.description.embargo2023-01-07
dc.description.resumoA intensa atividade humana, o aumento populacional e os efeitos adversos das mudanças climáticas têm impactado a oferta de água no planeta, sobretudo nos países mais pobres. Isso ocorre em função, principalmente, da escassez de chuvas e da contaminação de corpos d’água por poluentes orgânicos e inorgânicos, como os efluentes de corantes oriundos de diversas atividades industriais. Processos de adsorção têm se mostrado uma alternativa economicamente vantajosa no tratamento desses rejeitos. Este trabalho se propôs a estudar a síntese de peneiras moleculares mesoporosas do tipo MCM-41 modificadas com a inclusão de átomos de nióbio e tântalo provenientes do processamento hidrometalúrgico do mineral columbita, variando-se a razão molar Si/M = 15, 30 e 60 (M = Nb e Ta). Os materiais obtidos foram caracterizados por DRX, MEV, MET, FTIR, adsorção de N2 e reflectância difusa de UV/vis, e ficou demonstrada a substituição de átomos de silício na estrutura da MCM-41 por átomos de Nb e Ta, sem prejuízos ao ordenamento hexagonal característico destes materiais. As peneiras foram utilizadas como adsorventes na remoção de corante Azul de Metileno. O efeito do pH, da dosagem de adsorvente e da concentração inicial do corante na remoção foram avaliados. A cinética de adsorção e os modelos de isotermas de equilíbrio mostraram um bom ajuste dos dados experimentais aos modelos de pseudo-segunda ordem e de Freundlich, respectivamente, indicando a heterogeneidade na superfície destes adsorventes. Além disso, parâmetros termodinâmicos indicaram um processo endotérmico espontâneo. Os materiais obtidos se mostraram adsorventes promissores na remoção do AM em pH=10, alcançando-se elevados percentuais de remoção (>99%) mesmo em curtos tempos de contato.pt_BR
dc.identifier.citationOLIVEIRA, Tiago Fernandes de. Peneiras moleculares do tipo MCM-41 incorporadas com nióbio e tântalo obtidos a partir do beneficiamento de mineral columbita para remoção de corante azul de metileno. 2021. 156f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/46009
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 ENGENHARIA QUÍMICApt_BR
dc.rightsAcesso Embargadopt_BR
dc.subjectAdsorçãopt_BR
dc.subjectAzul de metilenopt_BR
dc.subjectMCM-41pt_BR
dc.subjectNióbiopt_BR
dc.subjectTântalopt_BR
dc.titlePeneiras moleculares do tipo MCM-41 incorporadas com nióbio e tântalo obtidos a partir do beneficiamento de mineral columbita para remoção de corante azul de metilenopt_BR
dc.title.alternativeNiobium and tantalum containing molecular sieves type MCM-41 from columbite ore processing and their application in methylene blue dye adsorptionpt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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