dc.creator | Rangel, Adrize Medran | |
dc.date.accessioned | 2025-08-15T10:54:54Z | |
dc.date.available | 2025-08-15 | |
dc.date.available | 2025-08-15T10:54:54Z | |
dc.date.issued | 2025-03-31 | |
dc.identifier.citation | RANGEL, A. M. Adsorvente baseado em biomassa de camarão para a remoção de corantes sintéticos de soluções aquosas. 2025. 96f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais, Centro de Engenharias, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2025. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/17063 | |
dc.description.abstract | The use of adsorbent materials prepared from shrimp shell biomass for the removal of dyes
from aqueous solutions represents a promising approach in the field of environmental
remediation. Shrimp shell, an abundant and sustainable source of biomass, stands out in
the production of low-cost and highly efficient adsorbent materials. The contaminant
removal process, such as dye removal using adsorbent materials, involves the transfer of
substances present in the aqueous solution to the active sites of the material. These
materials, with porous structures — exhibiting a surface area of 2.32 m²/g, a pore volume of
0.0105 cm³/g, and an average pore size of 16.98 nm — have the capacity to retain
unwanted compounds through physical and/or chemical interactions. This master's
dissertation aims to produce an adsorbent material from the biomass of the shrimp species
Farfantepenaeus paulensis. For this, a methodology was adopted using the raw material,
which was dried, washed, and crushed. After preparing the adsorbent material, it was
characterized through physical, chemical, and morphological techniques. It was then
applied to the removal of two synthetic dyes, Reactive Green 19 (VR-19) and Acid Red 114
(AR-114), from aqueous solutions. The tests were conducted in solutions with
concentrations ranging from 10 to 400 mg/L, demonstrating a removal efficiency of
approximately 95% for both dyes, achieved within 328 minutes for VR-19 and 389 minutes
for AR-114, at pH 2.0. The experimental adsorption results were fitted to the Langmuir,
Freundlich, and Liu isotherm models, providing a detailed understanding of the material's
adsorption capacity. For the adsorption kinetic studies, pseudo-first order, pseudo-second
order, and Avrami fractional order models were applied, allowing the identification of the
most suitable adsorption mechanisms. The non-linear pseudo-second order model best
described the adsorption kinetics of VR-19, while for AR-114, the Avrami fractional order
model presented the best fit to the experimental data. In the isothermal studies, the
Freundlich and Liu models were most appropriate for describing the adsorption of VR-19,
while the Freundlich model best fit the AR-114 adsorption data. Based on the adsorption
studies and the characteristics of the dyes and the adsorbent, an adsorption mechanism
was proposed, considering electrostatic attraction between the sulfonate (-SO₃⁻) and azo (-
N=N-) groups of the negatively charged dyes and the positively charged surface of the
adsorbent at pH 2.0. This study presents an innovative approach by using in natura shrimp
shell, without chemical modification, as an adsorbent for synthetic dye removal, combined
with the valorization of local fishery waste and the application of rigorous analytical
methodologies. The development of this project resulted in an adsorbent with suitable
textural properties for the removal of synthetic dyes from an underutilized biomass.
Furthermore, the study contributes to reducing environmental impacts by promoting the
reuse of fishery industry residues, adding value to this biomass and offering a sustainable
alternative for the treatment of industrial effluents. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Adsorção | pt_BR |
dc.subject | Biomassa | pt_BR |
dc.subject | Camarão | pt_BR |
dc.subject | Corantes azo | pt_BR |
dc.subject | Modelos não lineares | pt_BR |
dc.subject | Adsorption | pt_BR |
dc.subject | Biomass | pt_BR |
dc.subject | Shrimp | pt_BR |
dc.subject | Azo dyes | pt_BR |
dc.subject | Nonlinear model | pt_BR |
dc.title | Adsorvente baseado em biomassa de camarão para a remoção de corantes sintéticos de soluções aquosas | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000-0003-2679-3152 | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/9386355129853090 | pt_BR |
dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0001-9463-3535 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/4817691053221537 | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | Thue, Pascal Silas | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4820655589507132 | pt_BR |
dc.description.resumo | A utilização de materiais adsorventes preparados a partir da biomassa da casca de
camarão para a remoção de corantes em soluções aquosas representa uma abordagem
promissora no campo da remediação ambiental. A casca de camarão, uma fonte
abundante e sustentável de biomassa, se destaca na produção de materiais adsorventes
de baixo custo e alta eficiência. O processo de remoção de contaminantes, como os
corantes, utilizando materiais adsorventes, envolve a transferência das substâncias
presentes na solução aquosa para os sítios ativos do material. Esses materiais, com
estruturas porosas — apresentando área superficial de 2,32 m²/g, volume de poros de
0,0105 cm³/g e tamanho médio de poros de 16,98 nm — têm a capacidade de reter
compostos indesejados através de interações físicas e/ou químicas. A presente
dissertação de mestrado tem como objetivo a produção de um material adsorvente a partir
da biomassa da casca de camarão do tipo Farfantepenaeus paulensis. Para isso, adotou se uma metodologia que utiliza o material in natura, o qual foi seco, lavado e triturado.
Após a preparação do material adsorvente, ele foi caracterizado por meio de técnicas
físicas, químicas e morfológicas. Em seguida, foi aplicado na remoção de dois corantes
sintéticos, o Verde Reativo 19 (VR-19) e o Acid Red 114 (AR-114), presentes em soluções
aquosas. Os testes foram conduzidos em soluções com concentrações variando entre 10 e
400 mg/L, demonstrando eficiência de remoção de aproximadamente 95% para ambos os
corantes, alcançada em 328 minutos para o VR-19 e 389 minutos para o AR-114, sob pH
2,0. Os resultados experimentais de adsorção foram ajustados aos modelos isotérmicos de
Langmuir, Freundlich e Liu, fornecendo uma compreensão detalhada da capacidade de
adsorção do material. Para os testes cinéticos de adsorção, foram utilizados os modelos de
pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e de ordem fracionária de Avrami, que
permitiram identificar o mecanismo de adsorção mais adequado. O modelo não linear de
pseudo-segunda ordem foi o mais adequado para descrever a cinética de adsorção de VR 19 em CC. Para o corante AR-114, o modelo de ordem fracionária de Avrami apresentou o
melhor ajuste aos dados experimentais. Nos estudos isotérmicos, os modelos de
Freundlich e Liu foram os mais adequados para descrever a adsorção do corante VR-19.
Já para o corante AR-114, o modelo de Freundlich apresentou o melhor ajuste aos dados
experimentais. Com base nos estudos de adsorção e nas características dos corantes e do
adsorvente, foi possível propor um mecanismo de adsorção. Esse mecanismo considera a
atração eletrostática entre os grupos sulfônicos (-SO₃⁻) e azo (-N=N-) dos corantes VR-19
e AR-114, carregados negativamente, e a superfície do CC, carregada positivamente em
pH 2,0. Este trabalho apresenta uma abordagem inovadora ao utilizar casca de camarão in
natura, sem modificação química, como adsorvente para remoção de corantes sintéticos,
aliado à valorização de resíduos pesqueiros locais e à adoção de metodologias de análise
rigorosas. O desenvolvimento deste projeto resultou em um adsorvente com propriedades
texturais adequadas para a remoção de corantes sintéticos a partir de uma biomassa
pouco explorada. Além disso, o estudo contribui para a redução de impactos ambientais ao
promover a reutilização de resíduos da indústria pesqueira, valorizando essa biomassa e
oferecendo uma alternativa sustentável para o tratamento de efluentes industriais. | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Machado, Fernando Machado | |
dc.subject.cnpq1 | ECOLOGIA | pt_BR |