Título: EFEITO DA TEMPERATURA FINAL DE PIRÓLISE DE BIOCARVÕES DE CASCA DE CAFÉ SOBRE A ADSORÇÃO DE VIOLETA DE METILA 10B DA PESQUISA A UM ESTUDO DE CASO PARA O ENSINO SUPERIOR EM QUÍMICA.
Título alternativo: EFFECT OF FINAL PYROLYSIS TEMPERATURE OF BIOCHARS FROM COFFEE HUSKS ON THE ADSORPTION OF METHYL VIOLET 10B FROM RESEARCH TO A CASE OF STUDY FOR GRADUATION IN CHEMISTRY.
Autoria de: Felipe da Silva Martinho
Orientação de: Guilherme Max Dias Ferreira
Presidente da banca: Guilherme Max Dias Ferreira
Primeiro membro da banca: Jonas Leal Neto
Segundo membro da banca: Paulo Ricardo da Silva
Palavras-chaves: VM10B, Isoterma, Adsorção, Tratamento térmico, Estudo de caso
Data da defesa: 20/04/2022
Semestre letivo da defesa: 2021-2
Data da versão final: 22/04/2022
Data da publicação: 22/04/2022
Referência: Martinho, F. d. S. EFEITO DA TEMPERATURA FINAL DE PIRÓLISE DE BIOCARVÕES DE CASCA DE CAFÉ SOBRE A ADSORÇÃO DE VIOLETA DE METILA 10B DA PESQUISA A UM ESTUDO DE CASO PARA O ENSINO SUPERIOR EM QUÍMICA.. 2022. 61 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química Licenciatura Plena)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.
Resumo: Pesquisas científicas e educação, por vezes, são observadas com certo distanciamento no cenário acadêmico. Nessa perspectiva, esse trabalhou buscou aliar esses dois cenários, em torno do tema adsorção. Na última década, uma intensa discussão tem sido dedicada aos benefícios dos biocarvões (BC) como condicionadores em solos para melhorar a fertilidade, efeito este observado nos solos antrópicos amazônicos ricos nesses materiais carbonáceos. Apesar dos avanços em processos de síntese e uso de BC na agricultura, os mecanismos envolvidos no processo de adsorção nestes materiais, importantes para determinar a capacidade de o solo reter contaminantes e nutrientes essenciais para o crescimento vegetal, bem como para sua atuação como adsorventes na remoção de contaminantes em águas residuais, ainda são pouco conhecidos. Num primeiro momento, investigou-se o processo de adsorção do corante violeta de metila 10B (VM10B) sobre BC obtidos da casca de café em diferentes temperaturas de pirólise. A biomassa foi submetida às temperaturas de pirólise (TP) de 400, 550, 750 e 900 ?C, gerando os biocarvões BC400, BC550, BC750 e BC900, respectivamente. O processo de adsorção do corante foi avaliado pela obtenção de isotermas de adsorção na faixa de concentração inicial entre 0 e 25 mgL, a 25 ?C. Estudos de efeito do pH foram conduzidos para todos os biocarvões. Observou- se que a quantidade adsorvida (qe) dos BC variou com o aumento da TP, seguindo a ordem qe(BC400) qe(BC550) qe(BC750) ?? qe (BC900). Esse resultado concordou com a diminuição dos tipos de grupos funcionais oxigenados na superfície dos BC induzidos pelo aumento da TP, que desfavoreceu interações de hidrogênio entre o corante e o biocarvão. O aumento do pH de 2 para 7,5 favoreceu a adsorção do VM10B devido à redução das interações eletrostáticas repulsivas BC-VM10B. Para valores de pH acima do PCZ dos biocarvões, interações de caráter hidrofóbico determinaram o mecanismo de adsorção. De forma geral os resultados mostraram que o processo de adsorção do corante VM10B dependeu da estrutura superficial dos BC que determinou as interações VM10B-BC. Discussões no cenário educacional vêm sendo levantadas sobre metodologias que privilegiam o papel do aluno na construção do conhecimento e que possam ser utilizadas no ensino superior de ciências. Dentre as metodologias, destaca-se o estudo de caso, que permite o aluno vivenciar aspectos próximo da realidade da sua profissão. Assim, num segundo momento, este trabalho buscou desenvolver um estudo de caso que possa ser aplicado no ensino de físico-química experimental, usando como base a pesquisa de adsorção desenvolvida. O estudo de caso elaborado foi construído seguindo as diretrizes de um bom caso proposto por Herreid, sendo possível identificar todas as diretrizes, classificando-o como um bom caso. A tomada de decisão proposta por Kortland foi utilizado no trabalho a fim de orientar os alunos sobre as estratégias a serem utilizadas na solução do caso. Portanto, este trabalho permitiu observar uma nova perspectiva de pesquisa no âmbito acadêmico.
Abstract: Scientific research and education sometimes are disconnected one from each other in the academic scenario. From this perspective, it important combining these two aspects around important and current themes, as adsorption. In the last decade, intense discussion has been devoted to the benefits of biochars (BC) as soil conditioners to improve fertility, which is observed in Amazonian soils rich in those materials. Before the advances in the processes of synthesis and use of BC, the nutrients involved in the adsorption process in these materials, important to determine the ability of the soil to retain contaminants and essential for plant growth, as well as act as adsorbents to remove contaminant from water, are still poorly understood. Here, the process of adsorption of the dye methyl violet 10B (VM10B) on BC obtained from coffee husks was investigated. The biomass was pyrolyzed at temperatures (TP) of 400, 550, 750 and 900?C, generating BC400, BC550, BC750 and BC900 biochars. The dye adsorption was evaluated from adsorption isotherms obtained in the range from 0 to 25 mgL, at 25 ?C. The pH effect was also investigated. It was observed that the adsorption capacity of BC changed with the increase of TP, following the order qe(BC400) qe(BC550) qe(BC750) ?? qe (BC900). This result agreed with the decrease in the types of oxygenated functional groups on the surface of BC induced by the increase in TP, which disadvantages the hydrogen bonding interactions between the dye molecules and the biochar. The increase of the pH from 2 to 7.5 favoured the adsorption due to the reduction electrostatic repulsions between the dye and the biochar surface. For pH values above the PCZ of the biochars, adsorption mechanism was determined by hydrophobic interactions. In general, the results showed that the VM10B dye adsorption process depended on the BC surface structure that determined the VM10B-BC interactions. Thus, the first chapter of this work allowed an understanding of how the TP of BC determines the adsorption of VM10B on coffee husk biochars. Discussions in the educational scenario have been raised around methodologies that privilege the students role in the construction of knowledge and that can be used in higher education. Among the methodologies, the study of case stands out, which allows the student to experience aspects close to the reality of its profession. Then, in the second chapter of this work, we developed a study of case that could be applied for teaching experimental physical chemistry, using as a basis the adsorption research developed. The case developed was built following the guidelines of a good case proposed by Herreid, being possible to identify all the guidelines, classifying it as a good case. The decision-making proposed by Kortland was used in the work to guide students on the strategies to be used in the solution of the case. Therefore, this work allowed us to observe a new perspective of research in the academic field.
URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
quimica_licenciatura/20212201620525
URI alternaviva: repositorio.ufla.br/handle/1/55003
Curso: G013 - QUÍMICA (LICENCIATURA PLENA)
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: Felipe da Silva Martinho e Universidade Federal de Lavras
Baixar arquivo