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PIBIC - CNPq
INTRODUÇÃO
Um dos principais problemas encontrados pelas indústrias galvânica e moveleira consiste
no tratamento e descarte dos resíduos gerados em seus processos produtivos. Nesse sentido,
a utilização da lignina proveniente de serragem como biossorvente para a remediação de
efluentes galvânicos, constitui-se em uma alternativa sustentável, uma vez que contribui
simultaneamente para a minimização de dois problemas ambientais. A lignina proveniente
da madeira, tem se tornado objeto de grande interesse em processos de adsorção para a
remoção de metais, uma vez que devido à ampla variedade de grupos funcionais presentes
em sua estrutura, se caracteriza como um bom adsorvente.
OBJETIVOS
Extrair a lignina presente na serragem de Pinus elliottii, visando a sua posterior aplicação
na remoção de Zn2+ de efluentes industriais, através do processo de adsorção em meio
aquoso.
MATERIAIS E MÉTODOS
Extração da lignina
A extração da lignina de Pinus elliottii foi feita pelo método Klason.
Caracterização da lignina
O material obtido foi caracterizado por meio das técnicas de espectroscopia de
infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), termogravimetria (TG), microscopia
eletrônica de varredura (MEV), determinação do pH no ponto de carga zero (pHPCZ) e
ressonância magnética nuclear de 13C no estado sólido (RMN 13C).
Ensaios de adsorção
RESULTADOS
Caracterização da lignina
Ensaios de adsorção
CONCLUSÃO
Através dos ensaios realizados concluiu-se que a lignina proveniente de resíduos de
madeira da espécie de Pinus elliottii é uma alternativa promissora para a remoção de íons
Zn2+ de soluções aquosas. Além disso, vale ressaltar que a sua aplicabilidade como
adsorvente, minimiza a quantidade de resíduos de madeira da indústria moveleira
descartados no meio ambiente, e consequentemente, os impactos causados à natureza.
REFERÊNCIAS
BRDAR, M.; TAKAČI, A. A.; ŠĆIBAN, M. B.; RAKIĆ, D. Z. Chemical Industry, v. 66,
p.497-503, 2012.
GUO, X.; ZHANG, S.; SHAN, X. Journal of Hazardous Materials, v. 151, p.134-142,
2008.
MOHAN, D.; PITTMAN, C. U.; STEELE, P. H. Journal of Colloid and Interface Science,
v. 297, p. 489-504, 2006.
SUHAS, P. J. M. C.; CARROTT, M. M. L. Bioresource Technology, v. 98, p.2301-2312,
2007.
Jordana Bortoluz, Marcelo Giovanela
Projeto: ADS-Fe3O4
Serragem
35 mesh
Lavagem em
sohxlet:
benzeno/etanol,
etanol e água.
Secagem em
estufa a 70 °C
Agitação de
1 g de
serragem +
15 mL de
ácido sulfúrico
72% v/v
Extração da
lignina
Filtração a
vácuo
Secagem em
estufa a 70 °CLignina
Solução de Zn2+
+
Lignina
Incubadora
Shaker (4 h) Filtração simples
Análise:
espectrometria de
absorção atômica
com chama
ENSAIOS DE OTIMIZAÇÃO
MASSA
Foram testadas massas de 50, 75, 100,
125, 150, 175, 200, 225 e 250 mg de
lignina.
AGITAÇÃO
Foram testadas as velocidades de 90,
120, 150, 180, 210 e 240 rpm.
pH
Foram testados os pHs de 2, 3, 4, 5, 6,
7, 8, 9.
EQUÍLIBRIO DE ADSORÇÃO
-Parâmetros otimizados;
-Soluções de Zn2+ nas
concentrações de 10, 20, 50,
100, 150 e 200 mg L-1.
CINÉTICA DE ADSORÇÃO
-Parâmetros otimizados;
-Solução de Zn2+ na
concentração de 100 mg L-1;
-Amostras coletadas em
diversos tempos.
0 200 400 600 800 1000
40
50
60
70
80
90
100
Temperatura (oC)
Per
da
de
mas
sa (
%)
-0.005
-0.004
-0.003
-0.002
-0.001
0.000
612,7oC / 20,1%
Resíduo a 900oC = 41,8%
415,1oC / 35,5%
DT
G (
mg s
-1)
49,2oC / 2,6%
Pinus
Figura 1. Termograma e primeira derivada (DTG).
4000 3600 3200 2800 2400 2000 1600 1200 800 400
48
51
54
57
60
63
461
568
1084
1136
1383
1213
1268
14601504
1607
1035
867
2845
2930
T (
%)
(cm-1)
3420
FT-IR da lignina de Pinus
Figura 2. Espectro de infravermelho com
transformada de Fourier da lignina de Pinus elliottii.
Figura 5. Espectro de RMN de 13C da lignina de
Pinus elliotti.
Figura 3. Determinação do pHPCZ
Figura 4. Imagem de MEV-FEG da lignina de Pinus
elliottii.
2 4 6 8 10 12
1
2
3
4
5
6
7
pH fi
nal
pH inicial
4,23
240 200 160 120 80 40 0 -40
(ppm)
ENSAIOS DE OTIMIZAÇÃO
25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275
8
12
16
20
24
28
32
Massa de lignina de Pinus elliottii (mg)
% R
emoç
ão
5
6
7
8
9
10
11
12
qt (
mg
g-1
)
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
qt (m
g g
-1)
Velocidade de Agitação (rpm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
qt (m
g g
-1)
pH
Figura 6. Otimização da massa de lignina. Figura 7. Otimização da
velocidade de agitação.
Figura 8. Otimização do pH
inicial do meio.
EQUÍLIBRIO DE ADSORÇÃO CINÉTICA DE ADSORÇÃO
0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
log
qe
log Ce
0 50 100 150 200 250
0
5
10
15
20
25
30
35
40
t/qt
(m
in g
mg
-1)
Tempo (min)
Figura 9. Isoterma de Freundlich.
Parâmetro Valor
kF (mg g-1 (mg L-1) -1/n) 0,249
n 1,33
R2 0,9624
Figura 10. Modelo cinético de
pseudossegunda ordem.
Parâmetro Valor
qe,exp (mg g-1) 7,42
qe,calc (mg g-1) 6,56
k2 (g mg-1 min-1) 0,033
R2 0,9929
Tabela 1.
Parâmetros da
isoterma de
Freundlich.
Tabela 2. Parâmetros
do modelo cinético de
pseudossegunda
ordem.