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Tipo: Dissertação
Título: Avaliação da adsorção de cátions metálicos de efluente simulado de galvanoplastia por compósito derivado de cinzas volantes e zeólita A
Título em inglês: Evaluation of Metal Cation Adsorption from Simulated Electroplating Effluent by a Composite Derived from Fly Ash and Zeolite A
Autor(es): Nascimento, Ricardo Jadson da Silva
Orientador: Nascimento, Ronaldo Ferreira do
Coorientador: Sousa Neto, Vicente de Oliveira
Palavras-chave em português: Adsorção;Geopolímero;Zeólita A;Cinzas volantes
Palavras-chave em inglês: Adsorption;Geopolymer;Zeolite A;Fly ash
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Data do documento: 2025
Citação: NASCIMENTO, Ricardo Jadson da Silva. Avaliação da adsorção de cátions metálicos de efluente simulado de galvanoplastia por compósito derivado de cinzas volantes e zeólita A. 2025. 75 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Resumo: A geração crescente de efluentes metálicos pela indústria de galvanoplastia impõe desafios ambientais devido à toxicidade e persistência desses contaminantes. Este trabalho avaliou um compósito adsorvente de geopolímero e zeólita A, sintetizado a partir de cinzas volantes de fornos siderúrgicos, para a remoção dos íons Cu²⁺, Ni²⁺ e Zn²⁺ de soluções aquosas. A proposta visa valorizar resíduos sólidos e desenvolver materiais alternativos aos adsorventes convencionais. A síntese resultou em um material com características estruturais e morfológicas de ambos os componentes, confirmadas por técnicas de caracterização físico-química. Ensaios de adsorção em batelada utilizaram uma solução sintética representativa de efluentes de galvanoplastia. Nos estudos cinéticos, o Cu²⁺ apresentou a maior taxa de adsorção inicial, o Zn²⁺ destacou-se pela maior capacidade em equilíbrio e o Ni²⁺ teve desempenho inferior em ambas. O modelo de Sips foi o que melhor se ajustou aos dados isotérmicos, refletindo a heterogeneidade da superfície adsortiva. A saturação dos sítios foi observada em cerca de 150 mg·L⁻¹, com capacidades máximas de 162,393 mg·g⁻¹ (Zn²⁺), 99,801 mg·g⁻¹ (Cu²⁺) e 63,266 mg·g⁻¹ (Ni²⁺). A concentração inicial influenciou a cinética e a remoção, especialmente do cobre, que mostrou maior sensibilidade à disponibilidade iônica. Os maiores percentuais de remoção ocorreram na menor concentração inicial (0,8 mmol·L⁻¹): 34,7% (Cu²⁺), 32,67% (Zn²⁺) e 17,12% (Ni²⁺). A troca iônica foi identificada como um dos principais mecanismos, evidenciada pelo aumento da concentração de Na⁺ na solução de 800 mg·L⁻¹ para 1.112 mg·L⁻¹, indicando liberação desse cátion pela matriz em substituição aos íons metálicos. Os resultados indicam que o compósito desenvolvido é uma alternativa promissora e sustentável para o tratamento de efluentes metálicos.
Abstract: The growing generation of metal-containing effluents by the electroplating industry poses environmental challenges due to the toxicity and persistence of these contaminants. This study evaluated an adsorbent composite of geopolymer and zeolite A, synthesized from steel furnace fly ash, for the removal of Cu²⁺, Ni²⁺, and Zn²⁺ ions from aqueous solutions. The proposal aims to valorize solid waste and develop alternative materials to conventional adsorbents. The synthesis resulted in a material with structural and morphological features of both components, confirmed by physicochemical characterization techniques. Batch adsorption tests were conducted using a synthetic solution representative of electroplating effluents. In kinetic studies, Cu²⁺ exhibited the highest initial adsorption rate, Zn²⁺ stood out for its higher equilibrium capacity, and Ni²⁺ showed the lowest performance in both aspects. Among the isotherm models evaluated, the Sips model provided the best fit to the experimental data, reflecting the heterogeneity of the adsorptive surface. Site saturation was observed at approximately 150 mg·L⁻¹, with maximum adsorption capacities of 162.393 mg·g⁻¹ (Zn²⁺), 99.801 mg·g⁻¹ (Cu²⁺), and 63.266 mg·g⁻¹ (Ni²⁺). The initial concentration influenced both the adsorption rate and removal efficiency, particularly for copper, which was more sensitive to ion availability. The highest removal percentages were observed at the lowest initial concentration (0.8 mmol·L⁻¹): 34.7% (Cu²⁺), 32.67% (Zn²⁺), and 17.12% (Ni²⁺). Ion exchange was identified as one of the main mechanisms, supported by the increase in Na⁺ concentration in solution from 800 mg·L⁻¹ to 1,112 mg·L⁻¹, indicating the release of this cation from the adsorbent matrix in exchange for the metal ions. The results indicate that the developed composite is a promising and sustainable alternative for the treatment of metal-laden effluents.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84290
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0009-0004-4939-9355
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/9938145215183227
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/6345440666273561
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/5998822285443812
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:DQAFQ - Dissertações defendidas na UFC

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