Título: Efeito de etapas de aquecimento sobre a obtenção de biocarvões de pseudocaule da bananeira para adsorção de tetraciclina de soluções aquosas

Título alternativo: Effect of heating steps on obtaining banana pseudostem biochars for tetracycline adsorption from aqueous solutions

Autoria de: Maria Elisa Avila Faria

Orientação de: Miriany Avelino Moreira Fernandez

Coorientação de: Guilherme Max Dias Ferreira

Presidente da banca: Miriany Avelino Moreira Fernandez

Primeiro membro da banca: Fabiano Magalhães

Segundo membro da banca: Evanise Silva Penido

Terceiro membro da banca: Guilherme Max Dias Ferreira

Palavras-chaves: Adsorventes, Resíduos agroindustriais, Efluentes, Fármacos, Descontaminação ambiental

Data da defesa: 06/09/2023

Semestre letivo da defesa: 2023-2

Data da versão final: 19/09/2023

Data da publicação: 19/09/2023

Referência: Faria, M. E. A. Efeito de etapas de aquecimento sobre a obtenção de biocarvões de pseudocaule da bananeira para adsorção de tetraciclina de soluções aquosas. 2023. 86 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.

Resumo: A geração de resíduos pelo cultivo da banana impulsiona a busca por formas de aproveitamento da biomassa, principalmente com aplicações para remediação ambiental. Materiais adsorventes, como os biocarvões, são uma alternativa viável e de baixo custo para descontaminação de corpos hídricos contendo diversos contaminantes, sobretudo fármacos. O presente trabalho teve como objetivo produzir e avaliar o desempenho de biocarvões do pseudocaule da bananeira, obtidos com ou sem patamares de aquecimento e pré-modificação, como adsorventes para a remoção do fármaco tetraciclina de soluções aquosas. Inicialmente, as temperaturas de degradação das frações lignocelulósicas foram avaliadas por TGA, definindo os patamares de pirólise em duas temperaturas, 215 a 400??C. Os biocarvões (BPC) foram caracterizados por meio de análises de espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), pH no ponto de carga zero (pHPCZ) e número de grupos ácidos e básicos. A capacidade inicial de adsorção dos biocarvões em água sem ajuste de pH foi analisada, e somente os pré modificados foram utilizados para os ensaios posteriores específicos de adsorção. Os efeitos dos patamares de aquecimento, tempo de equilíbrio e concentração inicial de adsorvato sobre a quantidade do fármaco adsorvida foram investigados na presença de tampão R-B (pH 6,0). Análise de FTIR indicou a presença de grupos ????OH, ????COOH e ????COC na superfície dos materiais. Além disso, os biocarvões apresentaram pHPCZ 9,0 e aumento no número de funções básicas, o que sugere composição alcalina. A capacidade máxima de adsorção, sem a presença de tampão, foram obtidas para BPC(215-400)M e BPC(400)M, com qe de 69 e 35,4 mg g -1 , respectivamente. O tempo de equilíbrio para BPC(215-400)M e BPC(400)M foi alcançado com 12 e 18h, respectivamente, ambos se ajustaram ao modelo de pseudo-segunda ordem. O modelo de Freundlich se ajustou melhor às isotermas e indica que os sítios de adsorção na superfície dos biocarvões são distintos. O estudo da metodologia de pirólise com duas temperaturas resultou na produção de um material com características promissoras para adsorção de tetraciclina de soluções aquosas. Por fim, faz-se necessário o emprego de técnicas de otimização na produção do material para aumentar a eficácia na remoção de tetraciclina.

Abstract: The generation of waste from banana cultivation drives the search for ways to utilize biomass, especially for environmental remediation applications. Adsorptive materials, such as biochars, are a viable and low-cost alternative for decontaminating water bodies containing various contaminants, especially pharmaceuticals. The present study aimed to produce and evaluate the performance of biochars derived from banana pseudostems, obtained with or without different heating steps and pre-modification as adsorbents for removing the pharmaceutical compound tetracycline from aqueous solutions. Initially, the degradation temperatures of lignocellulosic fractions were assessed using TGA, defining pyrolysis levels at two temperatures, 215 to 400 ??C. The biochars (BPC) were characterized through Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis, point of zero charge (pHPCZ) measurements, and the determination of acidic and basic groups. The initial adsorption capacity of biochars in untreated water was analyzed, and only the premodified ones were used for specific subsequent adsorption assays. The effects of heating levels, equilibrium time, and initial adsorbate concentration on the amount of adsorbed pharmaceutical were investigated in the presence of R-B buffer (pH 6.0). FTIR analysis indicated the presence of -OH, -COOH, and -COC groups on the material surfaces. Furthermore, the biochars exhibited a pHPCZ 9.0 and an increase in the number of basic functional groups, suggesting an alkaline composition. The maximum adsorption capacities in the absence of buffer were obtained for BPC(215-400)M and BPC(400)M, with qe values of 69 and 35.4 mg g-1 , respectively. The equilibrium time for BPC(215- 400)M and BPC(400)M was achieved at 12 and 18 hours, respectively, both fitting the pseudo-second order model. The Freundlich model provided a better fit to the isotherms, indicating distinct adsorption sites on the biochars surfaces. The study examined the pyrolysis methodology with two different temperatures in the production of a material with promising characteristics for the adsorption of tetracycline from aqueous solutions. Finally, it is necessary to employ optimization techniques in the material production process to enhance its effectiveness in removing tetracycline.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
quimica_bacharelado/20232201920446

URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.

Curso: G021 - QUÍMICA (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Maria Elisa Avila Faria e Universidade Federal de Lavras

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