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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/7674| Type: | Dissertação |
| Title: | Fotocatálise heterogênea associada à adsorção em cerâmica modificada para remoção de ciprofloxacino |
| Title in English: | Heterogeneous photocatalysis associated ceramics modified adsorption removal of ciprofloxacin |
| Authors: | Brito, Cristiano Régis Freitas de |
| Advisor: | Capelo Neto, José |
| Keywords: | Saneamento;Adsorção;Cerâmica (Tecnologia);Ciprofloxacino |
| Issue Date: | 2013 |
| Citation: | BRITO, C. R. F. Fotocatálise heterogênea associada à adsorção em cerâmica modificada para remoção de ciprofloxacino. 2013. 77 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. |
| Abstract in Brazilian Portuguese: | Este trabalho apresenta um estudo do tratamento de efluente sintético contendo o fármaco ciprofloxacino, antibiótico mundialmente utilizado, através de processos de fotocatálise em fase heterogênea e adsorção em cerâmica modificada com dióxido de titânio. Primeiramente, foram testados vidro, alumínio e cerâmica como meios suportes para o TiO2 (fotocatalisador) sendo posteriormente realizadas corridas de remoção do fármaco em reator semicontínuo. A cerâmica foi escolhida como melhor meio suporte já que apresentou melhor resistência e maior remoção do fármaco devido aos processos adsortivos inerentes ao material. Fez-se necessário o estudo das propriedades cinéticas da adsorção, bem como simulações computacionais para avaliar o processo combinado fotocatálise/adsorção. Foram estudadas as variáveis de processo: concentração inicial, vazão, potência de radiação ultravioleta e temperatura de sinterização da cerâmica. Constatou-se que o processo de fotocatálise, em todos os meios suportes, seguia uma cinética de primeira ordem, onde a remoção média para o vidro, o alumínio e a cerâmica foram, respectivamente, 70,7%, 57,4% e 93,5%. O processo de adsorção da cerâmica obedeceu a uma cinética de pseudo-primeira ordem para as duas temperaturas de sinterização testadas (550 e 700ºC) e as isotermas foram melhores ajustadas ao modelo de Langmuir. Dentre as condições estudadas, as que atingiram maiores remoções foram vazão de 17,5 L.h-1, concentração de 25 mg.L-1 (baixa), utilização de 4 lâmpadas (potência de 36W) e temperatura de sinterização de 550ºC. Foi encontrado ainda, que para a temperatura de sinterização de 550ºC o processo de difusão intrapartícula é considerado limitante, o mesmo não acontecendo para a cerâmica sinterizada a 700ºC. Na avaliação do processo combinado fotocatálise/adsorção, os resultados indicaram que a adsorção mostrava forte tendência de queda na eficiência em corridas consecutivas, devido, provavelmente, à saturação dos sítios ativos (adsorção), porém o processo de fotocatálise auxiliava na remoção de parte do fármaco adsorvido mantendo a eficiência aproximadamente constante. As simulações computacionais estimaram que a fotocatálise sozinha promovia remoção de 30,5% e 23% da concentração total do ciprofloxacino, para as Cerâmicas 550 e 700, respectivamente. |
| Abstract: | This work presents a study of the physical-chemical removal of ciprofloxacin, an antibiotic used worldwide, from a synthetic effluent, through processes of heterogeneous photocatalysis and adsorption in ceramics modified with titanium dioxide. First of all, it was tested glass and aluminum pallets and ceramics spheres as TiO2 (photocatalyst) support and carried out runs in semi continuous reactor to evaluate the compound removal. The ceramics were found to be the best substrate for TiO2 due to its adsorptive and mechanical properties, making it necessary to study adsorption characteristics as well as computational simulations to evaluate the combined process. The following process variables were studied: initial concentration, inlet flow, UV radiation potency and sintering temperature of the ceramic. It was found that the average ciprofloxacin removal by glass, aluminum and ceramic were, respectively, 70.7%, 57.4% and 93.5%, and heterogeneous photocatalysis process followed a first order kinetic in all of them. In the study of adsorption properties of the ceramics, it was found that the data best fitted to the model of pseudo first order kinetic for both sintering temperatures (550ºC and 700ºC). Among the evaluated conditions, the ones which resulted in higher removals were: inlet flow of 17.5 L.h-1-, initial concentration of 25 mg.L-1 (low concentration), using 4 UV lamps (potency of 36 W) and sintering temperature of 550ºC. In the adsorption process, the results showed that the intra particle diffusion was the limiting step in the adsorption of ciprofloxacin in the ceramics sintered at 550ºC, but it is not for the ceramic sintered at 700ºC. In the evaluation of the combined process (photocatalysis and adsorption) the results indicated that the adsorption showed a significant decrease in the removal efficiency for consecutive runs, due probably to the saturation of the active sites. However, photocatalysis process acts degrading the adsorbed ciprofloxacin, maintaining the removal efficiencies almost constants. The computational simulations estimated that the photocatalysis itself provided around 30.5% and 23% removal (from the total concentration), for the Ceramics 550 and Ceramics 700, respectively. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/7674 |
| Appears in Collections: | DEHA - Dissertações defendidas na UFC |
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