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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86883Registro completo de metadatos
| Campo DC | Valor | Lengua/Idioma |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | Nogueira, Ricardo Emílio Ferreira Quevedo | - |
| dc.contributor.author | Silva, Laryssa Coutinho da | - |
| dc.date.accessioned | 2026-06-23T19:41:11Z | - |
| dc.date.available | 2026-06-23T19:41:11Z | - |
| dc.date.issued | 2026 | - |
| dc.identifier.citation | SILVA, Laryssa Coutinho da. Biochar and biochar-bentonite composite from Carnauba (Copernicia prunifera) straw modified by high-energy ball milling: preparation, characterization, and methylene blue adsorption. 2026. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86883 | - |
| dc.description.abstract | The conversion of agrowaste into engineered adsorbent materials represents a sustainable strategy for wastewater treatment. Biochar and biochar–clay composites were prepared from raw and dewaxed carnauba (Copernicia Prunifera) straw through high-energy ball milling (HEBM) and evaluated for methylene blue (MB) adsorption. Carbonization at 550 °C enriched fixed carbon and ash while reducing volatile matter. Dewaxed biochar (DCSB) exhibited higher carbon content (45.63 wt%) and a higher degree of carbonization compared to non-dewaxed biochar (CSB), leading to superior adsorption performance (Langmuir qm = 328.13 mg g-1 for DCSB vs. 255.70 mg g-1 for CSB). SEM analysis revealed that HEBM produced highly fragmented materials with a fine powder-like morphology, while FTIR and XRD analyses confirmed the preservation of the fundamental chemical structure and the predominantly amorphous character of the biochars. A material-dependent response to HEBM was observed: CSB required higher specific energy (26.46 kJ g-1 ) to reach its maximum adsorption capacity, whereas DCSB achieved its optimum at a much lower energy (7.86 kJ g-1 ), indicating that dewaxing alters the biochar's susceptibility to mechanochemical activation. Notably, bentonite- containing composites exhibited broader energy tolerance, maintaining high adsorption performance across a wide range of milling conditions, indicating greater robustness of the composites to variations in HEBM conditions. FTIR, EDS, and XRD analyses confirmed the successful incorporation of bentonite into the composites. HEBM enhanced adsorption kinetics, while bentonite improved removal efficiency (up to 97.75%) and surface heterogeneity. Among modified samples, adsorption followed the Elovich model (R2 up to 0.99), suggesting the presence of heterogeneous adsorption sites, while equilibrium data were best described by the Freundlich isotherm (R2 up to 0.97). Maximum adsorption capacities calculated from the Langmuir model reached 307.86 mg g-1 (BDCSB4002) and 274.61 mg g-1 (DCSB2006), although the Langmuir model did not provide the best fit for the modified materials reflecting the heterogeneous nature of the adsorption process. The adsorption mechanism involves π–π interactions, electrostatic attraction, hydrogen bonding, and intraparticle diffusion. These findings demonstrate that DCSB exhibits the highest Langmuir maximum adsorption capacity, HEBM and bentonite modification offer improvements in adsorption kinetics and removal efficiency, supporting the potential of engineered carnauba biochar and biochar–clay composites as sustainable adsorbents dye removal in wastewater treatment. | pt_BR |
| dc.language.iso | pt_BR | pt_BR |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.title | Biochar and biochar-bentonite composite from Carnauba (Copernicia prunifera) straw modified by high-energy ball milling: preparation, characterization, and methylene blue adsorption | pt_BR |
| dc.type | Dissertação | pt_BR |
| dc.description.abstract-ptbr | A conversão de resíduos agroindustriais em materiais adsorventes desenvolvidos representa uma estratégia sustentável para o tratamento de águas residuais. Biochar e compósitos biochar– argila foram preparados a partir de palha de carnaúba (Copernicia prunifera) in natura e com remoção da cera por moagem de alta energia (MAE) e avaliados quanto à adsorção do corante azul de metileno (AM). A carbonização a 550 °C enriqueceu o carbono fixo e as cinzas, enquanto reduziu os voláteis. O biocarvão desencerado (DCSB) apresentou maior teor de carbono (45,63%) e maior grau de carbonização em comparação ao biocarvão não desencerado (CSB), promovendo melhor adsorção (Langmuir qm= 328.13 mg g-1 for DCSB vs. 255.70 mg g- 1 for CSB). As análises de SEM revelaram que a HEBM produziu materiais altamente fragmentados, com morfologia semelhante a um pó fino, enquanto as análises de FTIR e DRX confirmaram a preservação da estrutura química fundamental e das características difratométricas típicas de biocarvões predominantemente amorfos. Observou-se uma resposta dependente do material à MAE: o CSB necessitou de maior energia específica (26.46 kJ g-1 ) para atingir sua capacidade máxima de adsorção, enquanto o DCSB alcançou seu ótimo com energia muito menor (7,86 kJ g-1 ), indicando que a descera altera a suscetibilidade do biocarvão à ativação mecanoquímica. Notavelmente, os compósitos contendo bentonita exibiram maior tolerância energética, mantendo alto desempenho de adsorção em uma ampla faixa de condições de moagem, indicando maior robustez dos compósitos frente a variações nas condições de HEBM. As análises de FTIR, EDS e DRX confirmaram a incorporação bem- sucedida da bentonita aos compósitos. A MAE melhorou a cinética de adsorção, enquanto a bentonita aumentou a eficiência de remoção (até 97,75%) e a heterogeneidade superficial. Entre as amostras modificadas, a adsorção seguiu o modelo de Elovich (R2 até 0,99), sugerindo a presença de sítios de adsorção heterogêneos, enquanto os dados de equilíbrio foram mais bem descritos pela isoterma de Freundlich (R2 até 0,97). As capacidades máximas de adsorção calculadas pelo modelo de Langmuir atingiram 307,86 mg g-1 (BDCSB4002) e 274,61 mg g-1 (DCSB2006), embora o modelo de Langmuir não tenha fornecido o melhor ajuste para os materiais modificados, refletindo a natureza heterogênea do processo de adsorção. O processo de adsorção é provavelmente governado por uma combinação de interações π–π, atração eletrostática, ligações de hidrogênio e difusão intrapartícula. Esses achados demonstram que, embora o biocarvão DCSB exiba a maior capacidade máxima de adsorção pelo modelo de Langmuir, a MAE e a incorporação de bentonita proporcionam melhorias na cinética de adsorção e na eficiência de remoção, corroborando o potencial do biocarvão de carnaúba e de seus compósitos como adsorventes sustentáveis para a remoção de corantes em tratamento de águas residuárias. | pt_BR |
| dc.title.en | Biochar and biochar-bentonite composite from Carnauba (Copernicia prunifera) straw modified by high-energy ball milling: preparation, characterization, and methylene blue adsorption | pt_BR |
| dc.subject.ptbr | Biocarvão | pt_BR |
| dc.subject.ptbr | Carnaúba | pt_BR |
| dc.subject.ptbr | Moagem de alta energia | pt_BR |
| dc.subject.ptbr | Bentonita | pt_BR |
| dc.subject.ptbr | Azul de metileno | pt_BR |
| dc.subject.ptbr | Adsorção | pt_BR |
| dc.subject.en | Biochar | pt_BR |
| dc.subject.en | Carnauba | pt_BR |
| dc.subject.en | High energy ball milling | pt_BR |
| dc.subject.en | Bentonite | pt_BR |
| dc.subject.en | Methylene blue | pt_BR |
| dc.subject.en | Adsorption | pt_BR |
| dc.description.ptbr | Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas. | pt_BR |
| local.author.orcid | https://orcid.org/0009-0007-4916-4339 | pt_BR |
| local.author.lattes | http://lattes.cnpq.br/5824536863068316 | pt_BR |
| local.advisor.orcid | https://orcid.org/0000-0002-2000-4426 | pt_BR |
| local.advisor.lattes | http://lattes.cnpq.br/6064127323404237 | pt_BR |
| local.date.available | 2026 | - |
| Aparece en las colecciones: | DEMM - Dissertações defendidas na UFC | |
Ficheros en este ítem:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| 2026_dis_lcsilva.pdf | Dissertação versão final corrigida (3ª submissão) | 4,73 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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