Estudo da adsorção de íon cádmio do meio aquoso utilizando compósito magnético Mn3O4/Fe3O4

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dc.contributor.advisorFerreira, Ângela de Mello
dc.contributor.advisor-coSilva, Gabriela Cordeiro
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/5390408677409631
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1228978469230164
dc.contributor.authorRodrigues, Ana Pacheli Heitmann
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7241610742965341
dc.contributor.refereeCalado, Claudinei Resende
dc.contributor.refereePaiva, Paulo Renato Perdigão de
dc.contributor.refereeCiminelli, Virgínia Sampaio Teixeira
dc.date.accessioned2025-04-23T15:56:38Z
dc.date.available2025-04-23T15:56:38Z
dc.date.issued2014-01-22
dc.description.abstractA imobilização do íon Cd(II) em meio aquoso utilizando o compósito magnético Mn3O4/Fe3O4 foi estudado. A síntese do compósito magnético Mn3O4/Fe3O4 foi reproduzida por uma rota simples e menos prejudicial ao meio ambiente do que as rotas disponíveis na literatura. O compósito magnético foi caracterizado, segundo as técnicas de difração de raios X (DRX), espectroscopia Raman, área superficial específica BET (Brunauer, Emmet e Teller), microscopia eletrônica de transmissão (MET), distribuição granulométrica e ponto de carga zero (PCZ), para determinação da composição química e as propriedades microestruturais do material. A sua propriedade magnética foi avaliada por meio de um ensaio de turbidez após tempos distintos de sedimentação. Foram realizados o estudo cinético, e avalição do efeito do pH na adsorção do Cd(II). Foi realizado também estudo da estabilidade do adsorvente carregado com íon metálico. Os dados de adsorção coletados foram avaliados em termos do modelo de Langmuir-Freundlich e utilizados na determinação dos parâmetros cinéticos. O compósito contendo os íons Cd(II) foi caracterizado segundo as técnicas de EDS, Espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), Espectroscopia Raman, DRX com refinamento Rietveld e também foram submetidos ao estudo para classificação do sólido segundo o procedimento adaptado baseado na Norma ABNT NBR 10006/2004. Os resultados da caracterização apresentaram fortes evidências de que as partículas maiores de Fe3O4 foram revestidas por partículas menores de Mn3O4. O valor de PCZ do compósito foi 6,2 e o valor da área superficial específica foi 44 9m2 /g. Foi verificado que o compósito magnético apresenta bom potencial para remoção do íon contaminante cádmio, uma vez que a capacidade de adsorção foi de 12,32mgCd/g e 13,64mgCd/g para adsorção no pH 6 e pH 7 respectivamente, chegando a 98% de remoção de Cd(II) em baixas concentrações do íon em solução. O estudo cinético mostrou que o processo de adsorção ocorre de acordo com o modelo cinético de pseudo-segunda ordem. Os resultados de DRX combinado com o refinamento rietveld mostraram modificações nos parâmetros de rede da hausmanita após adsorção sugerindo que o cádmio ocupa os sítios do manganês adsorvido nos cristais. O sólido carregado se mostrou estável e que aproximadamente 1% dos íons foi dessorvido em meio aquoso. Os resultados do estudo cinético, alterações estruturais nos cristais de hausmanita e a estabilidade do compósito carregado sugerem que o mecanismo de adsorção do íon cádmio no compósito obtido é específica.
dc.description.abstractotherThe immobilization of ion Cd (II) in aqueous medium using the magnetic composite Mn3O4/Fe3O4 was studied. The synthesis of magnetic composite Mn3O4/Fe3O4 was reproduced by a simple route and less damaging to the environment than the routes available in the literature. The magnetic composite was characterized according to the techniques of X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, BET specific surface area (Brunauer, Emmet and Teller), transmission electron microscopy (TEM), particle size distribution and point of zero charge (PZC) for determining the chemical composition and microstructural properties of the material. Their magnetic properties were evaluated by a turbidity test after different times of sedimentation. The kinetic parameters and rating the effect of pH on the adsorption of Cd (II) were carried out. Study the stability of the adsorbent loaded with metal ion was also performed. The collected data were evaluated in terms of adsorption of the Langmuir- Freundlich model and used to determine the kinetic parameters. The composite containing Cd (II) ions was characterized according to EDS techniques , infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, XRD with Rietveld refinement and were also submitted tosolid classification according to an appropriate procedure based on ABNT NBR 10006/2004. The characterization results showed strong evidence that the larger Fe3O4 particles were coated with smaller particles of Mn3O4. The PZC value of the composite was 6.2 and the value of the specific surface area was 44 ± 9m2 /g. It was found that the magnetic composite shows good potential for contaminant removal of cadmium ions, since the adsorption capacity was 12.32mgCd/g and 13.64 mgCd / g for the adsorption pH 6 and pH 7 respectively, reaching 98% of removal of Cd (II) at low ion concentrations in solution. The kinetic study showed that the adsorption occurs according to the kinetic model of the pseudo- second order. The XRD combined with the Rietveld refinement showed changes in the lattice parameters after adsorption of hausmannite suggesting that cadmium manganese occupies sites on the adsorbed crystals. The loaded solid remained stable and that approximately 1% was desorbed ions in aqueous media. The results of the kinetic study, structural alterations in the crystals of hausmannite and stability of the loaded composite suggest that the mechanism of adsorption of the cadmium ion in the composite obtained is specific .
dc.description.sponsorshipCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG)
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/1262
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais
dc.subjectAdsorção
dc.subjectMateriais compósitos
dc.subjectÓxidos de manganês
dc.subjectCádmio
dc.titleEstudo da adsorção de íon cádmio do meio aquoso utilizando compósito magnético Mn3O4/Fe3O4
dc.typeDissertação

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