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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86963Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | Nogueira, Ricardo Emilio Ferreira Quevedo | - |
| dc.contributor.author | Santiago, Pedro Queiros | - |
| dc.date.accessioned | 2026-07-01T11:52:50Z | - |
| dc.date.available | 2026-07-01T11:52:50Z | - |
| dc.date.issued | 2026 | - |
| dc.identifier.citation | SANTIAGO, Pedro Queiros. Multitechnique study of biochar and biochar–bentonite composite derived from the petiole of Carnauba (Copernicia prunifera) modified by high-energy ball milling for methylene blue removal. 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/86963 | - |
| dc.description.abstract | The escalating improper disposal of industrial effluents laden with synthetic dyes, such as methylene blue, constitutes a serious environmental hazard due to their high stability and recalcitrance to degradation. In this context, adsorption processes have gained prominence owing to their efficiency and operational simplicity, particularly when utilizing low‐cost and sustainable materials. Among these, biochar and clays exhibit significant potential, especially when combined into hybrid composites that integrate high surface area, structural stability, and a diversity of functional groups. Accordingly, this study proposes the utilization of the carnauba palm petiole (Copernicia prunifera), an abundant and underexploited biomass, to produce clay‐biochar composites for methylene blue removal. The biomass was pyrolyzed at 550 °C, producing a biochar (PB) with enhanced physicochemical properties, followed by modification through high‐energy ball milling, with and without sodium bentonite clay incorporation. The results indicated that carbonization process induced significant compositional and structural changes on PB, including a reduction in volatile matter (from 77.77% to 31.04%), an increase in fixed carbon (from 9.20% to 36.96%), ash content (from 3.63% to 27.45%), along with carbon enrichment (from 43.49% to 64.02%) and a decrease in H/C and O/C ratios. Multitechnique characterization (XRD, FTIR, SEM/EDS, and thermal analyses) revealed the formation of a disordered carbonaceous matrix containing crystalline mineral phases, resulting in a heterogeneous surface with multiple active sites. High‐energy ball milling significantly improved the adsorption capacity of biochar, reaching 72.39 mg∙g-1 under the most severe condition (PB406). Composite materials exhibited superior performance even without milling (95.50 mg∙g-1), while optimized milling conditions improved clay dispersion and accessibility of active sites. The best‐performing composite (B‐PB406) achieved near‐complete removal efficiency (99.17%) and a maximum adsorption capacity of 205.67 mg∙g-1, with excellent agreement with the Langmuir model. Thus, the results demonstrate that carnauba petiole‐derived biochar and its bentonite composites are efficient and sustainable adsorbents for methylene blue removal, where the combination of pyrolysis, mechanical activation, and clay incorporation effectively tailors’ material properties, enhancing adsorption through synergistic mechanisms. | pt_BR |
| dc.language.iso | pt_BR | pt_BR |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.title | Multitechnique study of biochar and biochar–bentonite composite derived from the petiole of Carnauba (Copernicia prunifera) modified by high-energy ball milling for methylene blue removal. | pt_BR |
| dc.type | Dissertação | pt_BR |
| dc.description.abstract-ptbr | O descarte inadequado crescente de efluentes industriais contendo corantes sintéticos, como o azul de metileno, constitui um sério risco ambiental devido à sua elevada estabilidade e resistência à degradação. Nesse contexto, os processos de adsorção têm ganhado destaque em função de sua eficiência e simplicidade operacional, especialmente quando utilizam materiais de baixo custo e sustentáveis. Dentre esses, o biocarvão e as argilas apresentam grande potencial, sobretudo quando combinados em compósitos híbridos que integram alta área superficial, estabilidade estrutural e diversidade de grupos funcionais. Assim, este estudo propõe a utilização do pecíolo da carnaubeira (Copernicia prunifera), uma biomassa abundante e subexplorada, para a síntese de compósitos argila‐ biocarvão voltados à remoção de azul de metileno. A biomassa foi submetida à pirólise a 550 °C, produzindo um biocarvão (PB) com propriedades físico‐químicas aprimoradas, seguido de modificação por moagem de alta energia, com e sem a incorporação de argila bentonítica sódica. Os resultados indicaram que o processo de carbonização promoveu mudanças composicionais e estruturais significativas no PB, incluindo a redução do teor de materiais voláteis (de 77,77% para 31,04%), o aumento do carbono fixo (de 9,20% para 36,96%) e do teor de cinzas (de 3,63% para 27,45%), além do enriquecimento em carbono (de 43,49% para 64,02%) e da diminuição das razões H/C e O/C. A caracterização multitécnica (DRX, FTIR, MEV/EDS e análises térmicas) revelou a formação de uma matriz carbonácea desordenada contendo fases minerais cristalinas, resultando em uma superfície heterogênea com múltiplos sítios ativos. A moagem de alta energia promoveu aumento significativo na capacidade de adsorção do biocarvão, atingindo 72,39 mg∙g-1 na condição mais severa (PB406). Os materiais compósitos apresentaram desempenho superior mesmo sem moagem (95,50 mg∙g-1), enquanto condições otimizadas de moagem favoreceram a dispersão da argila e a acessibilidade dos sítios ativos. O compósito de melhor desempenho (B‐PB406) alcançou eficiência de remoção quase completa (99,17%) e capacidade máxima de adsorção de 205,67 mg∙g-1, com excelente ajuste ao modelo de Langmuir. Dessa forma, os resultados demonstram que o biocarvão derivado do pecíolo da carnaúba e seus compósitos com bentonita são adsorventes eficientes e sustentáveis para a remoção de azul de metileno, sendo que a combinação de pirólise, ativação mecânica e incorporação de argila permite modular as propriedades do material, potencializando a adsorção por meio de mecanismos sinérgicos. | pt_BR |
| dc.title.en | Multitechnique study of biochar and biochar–bentonite composite derived from the petiole of Carnauba (Copernicia prunifera) modified by high-energy ball milling for methylene blue removal. | pt_BR |
| dc.subject.ptbr | Bioadsorventes | 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 | Adsorção | pt_BR |
| dc.subject.en | Bioadsorbents | 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 | 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/0009-0004-8388-555X | pt_BR |
| local.author.lattes | http://lattes.cnpq.br/0674136403343471 | 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 | - |
| Appears in Collections: | DEMM - Dissertações defendidas na UFC | |
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| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
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