Otimização dos processos de adsorção e dessorção da octaetilporfirina de níquel em adsorventes à base de carbono

Página do item simplificado
dc.contributor.advisor1Ostroski, Indianara Conceição
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9689394915288313pt_BR
dc.contributor.referee1Andrade, Laiane Alves de
dc.contributor.referee2Barros, Maria Angélica Simões Dornellas de
dc.contributor.referee3Ostroski, Indianara Conceição
dc.creatorCaetano, Gabriela Costa
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4933223135302093pt_BR
dc.date.accessioned2021-07-23T12:05:32Z
dc.date.available2021-07-23T12:05:32Z
dc.date.issued2021-06-10
dc.description.abstractPetroporphyrins are aromatic and nitrogenous macrocycles, of organic origin, which occur naturally in oil and also in sedimentary rocks. In addition to being important biomarker parameters, they have several applications, such as in catalysis and photodynamic therapy. However, they cause damage to the catalytic stages in oil refining. Therefore, due to the importance of removing these compounds from their original fraction, adsorption has been proposed as an alternative process to the commonly used extractive and chromatographic methods. Considering the adsorption and desorption processes of nickel octaethylporphyrin (Ni-OEP), the selection of adsorbents (activated carbon, graphite and partially oxidized graphite) and the optimization of the process operating conditions (solvent, temperature and solid/liquid ratio) were performed. In response, the variables for evaluating the adsorption, adsorption capacity (qe), and desorption, desorption percentage (%desorption) processes were maximized through qualitative and quantitative experimental designs. The kinetics, equilibrium and adsorption thermodynamics studies were carried out; and the adsorbent regeneration cycles were evaluated. As validation of the optimized conditions, qe and %desorption were obtained close to 7.12 mg.g-1 and 37.68%, respectively. As for the adsorption kinetics, the model that best fitted the experimental data was the Elovich equation, in which the equilibrium was reached between 540 and 600 min, with qe = 6.83 mg.g-1; while the equilibrium data were better adjusted by the Freundlich model. The obtained thermodynamic parameters suggest that, under the considered conditions, the adsorption process is spontaneous (ΔG0ads < 0) and exothermic (ΔH0ads < 0). An extraction process was also carried out on the bituminous shales, taken from the Irati Formation, and the presence of nickel octaethylporphyrin was found in the extract. The adsorption and desorption processes of Ni-OEP in the real system had behavior similar to those developed in the model system, with approximately 50% efficiency in petroporphyrin separation. The results obtained allowed to infer that the adsorptive mechanism can be based on the formation of acid-base and π-π interactions between the Ni-OEP molecules and the heterogeneous surface of the coconut shell activated charcoal (CAD), with characteristics of chemical and physical adsorption, respectively.eng
dc.description.provenanceSubmitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2021-07-22T11:12:01Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Gabriela Costa Caetano - 2021.pdf: 3900028 bytes, checksum: 511c6d6074303b2e1230c8e21fb717d0 (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5)en
dc.description.provenanceApproved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2021-07-23T12:05:32Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Gabriela Costa Caetano - 2021.pdf: 3900028 bytes, checksum: 511c6d6074303b2e1230c8e21fb717d0 (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5)en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-07-23T12:05:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Gabriela Costa Caetano - 2021.pdf: 3900028 bytes, checksum: 511c6d6074303b2e1230c8e21fb717d0 (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5) Previous issue date: 2021-06-10en
dc.description.resumoPetroporfirinas são macrociclos aromáticos e nitrogenados, de origem orgânica, que ocorrem naturalmente no petróleo e também em rochas sedimentares. Além de constituirem importantes parâmetros biomarcadores, possuem diversas aplicações, como na catálise e terapia fotodinâmica. No entanto, causam prejuízos às etapas catalíticas no refino do petróleo. Logo, devido a importância de remoção desses compostos a partir da sua fração original, a adsorção foi proposta como processo alternativo aos métodos extrativos e cromatográficos comumente empregados. Considerando os processos de adsorção e dessorção da octaetilporfirina de níquel (Ni-OEP), foram feitas a seleção dos adsorventes (carvão ativado, grafite e grafite parcialmente oxidado) e a otimização das condições operacionais de processo (solvente, temperatura e razão sólido/líquido). Como resposta buscou-se maximizar as variáveis de avaliação dos processos adsortivo, capacidade de adsorção (qe), e dessortivo, porcentagem de dessorção (%dessorção), por meio de planejamentos experimentais qualitativo e quantitativos. Os estudos de cinética, equilíbrio e termodinâmica de adsorção foram realizados; e os ciclos de regeneração do adsorvente avaliados. Como validação das condições otimizadas, foram obtidos qe e %dessorção próximos de 7,12 mg.g-1 e 37,68%, respectivamente. Quanto à cinética de adsorção, o modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais foi a equação de Elovich, em que o equilíbrio foi atingido entre 540 e 600 min, com qe = 6,83 mg.g-1; enquanto os dados de equilíbrio foram melhor ajustados pelo modelo de Freundlich. Os parâmetros termodinâmicos obtidos sugerem que, nas condições consideradas, o processo de adsorção é espontâneo (ΔG0ads < 0) e exotérmico (ΔH0ads < 0). Também foi realizado um processo de extração nos folhelhos betuminosos, retirados da Formação Irati, e constatou-se a presença da octaetilporfirina de níquel no extrato. Os processos de adsorção e dessorção da Ni-OEP no sistema real tiveram comportamento semelhante aos desenvolvidos no sistema modelo, com aproximadamente 50% de eficiência na separação da petroporfirina. Os resultados obtidos permitiram inferir que o mecanismo adsortivo pode ser baseado na formação de interações do tipo ácido-base e π-π entre as moléculas de Ni-OEP e a superfície heterogênea do carvão ativado de casca de dendê (CAD), com características de adsorção química e física, respectivamente.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationCAETANO, G. C. Otimização dos processos de adsorção e dessorção da octaetilporfirina de níquel em adsorventes à base de carbono. 2021. 159 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/11515
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Química - IQ (RG)pt_BR
dc.publisher.initialsUFGpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Química (IQ)pt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectPetroporfirinaspor
dc.subjectBiomarcadorespor
dc.subjectProcessos de separaçãopor
dc.subjectOtimizaçãoeng
dc.subjectBiomarkerseng
dc.subjectSeparation processeseng
dc.subjectOptimizationeng
dc.subjectPetroporphyrinseng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICApt_BR
dc.titleOtimização dos processos de adsorção e dessorção da octaetilporfirina de níquel em adsorventes à base de carbonopt_BR
dc.title.alternativeOptimization of adsorption and desorption processes of nickel octaethylporphyrin on carbon-based adsorbentseng
dc.typeDissertaçãopt_BR

Arquivos

Pacote Original
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
Dissertação - Gabriela Costa Caetano - 2021.pdf
Tamanho:
3.72 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Baixar
Licença do Pacote
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
license.txt
Tamanho:
1.71 KB
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descrição:
Baixar

Coleções

Mestrado em Engenharia Química (IQ)