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dc.creatorRangel, Adrize Medran
dc.date.accessioned2025-08-15T10:54:54Z
dc.date.available2025-08-15
dc.date.available2025-08-15T10:54:54Z
dc.date.issued2025-03-31
dc.identifier.citationRANGEL, 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.urihttp://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/17063
dc.description.abstractThe 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.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Pelotaspt_BR
dc.rightsOpenAccesspt_BR
dc.subjectAdsorçãopt_BR
dc.subjectBiomassapt_BR
dc.subjectCamarãopt_BR
dc.subjectCorantes azopt_BR
dc.subjectModelos não linearespt_BR
dc.subjectAdsorptionpt_BR
dc.subjectBiomasspt_BR
dc.subjectShrimppt_BR
dc.subjectAzo dyespt_BR
dc.subjectNonlinear modelpt_BR
dc.titleAdsorvente baseado em biomassa de camarão para a remoção de corantes sintéticos de soluções aquosaspt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0003-2679-3152pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9386355129853090pt_BR
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0001-9463-3535pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4817691053221537pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Thue, Pascal Silas
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4820655589507132pt_BR
dc.description.resumoA 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.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Ambientaispt_BR
dc.publisher.initialsUFPelpt_BR
dc.subject.cnpqENGENHARIASpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.rights.licenseCC BY-NC-SApt_BR
dc.contributor.advisor1Machado, Fernando Machado
dc.subject.cnpq1ECOLOGIApt_BR


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