Teses e Dissertações
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Item Síntese de materiais carbonáceos a partir de palha de café arábica para remoção de contaminantes em sistemas aquosos(Universidade Federal de Viçosa, 2022-05-23) Guimarães, Tiago; Moreira, Renata Pereira Lopes; Silva, Antonio Alberto da; Teixeira, Ana Paula de CarvalhoA utilização do biochar na remediação de contaminantes em sistemas ambientais tem crescido nos últimos anos, devido às suas características de área superficial específica e superfície funcionalizada com grupos oxigenados. Portanto, esta tese teve como objetivo produzir biochars com diferentes características a partir da palha de café arábica (Coffea arabicca) e aplicá-los na remoção de contaminantes em sistemas aquosos. Essa tese foi dividida em cinco (5) capítulos. No primeiro capítulo é descrita uma breve revisão da literatura sobre as características, métodos de produção, caracterização e aplicações do biochar. No segundo capítulo são descritos os processos de síntese do biochar em diferentes temperaturas (350 e 600 o C) via pirólise, assim como a caracterização e aplicação na remoção de Fe(II). O biochar apresentou características amorfas antes da adsorção do Fe, bem como a formação de uma nova estrutura em forma de agulhas após a adsorção. O processo de remoção desse íon foi endotérmico, apresentando cinética de pseudo-segunda ordem. O modelo de Langmuir foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais. No terceiro capítulo o material contendo ferro, produzindo no primeiro capítulo, foi usado na produção do BIOFe, via redução química empregando borohidreto de sódio. Esse material foi usado na remoção dos corantes alaranjado de metila (ALM) e azul de metileno (AZM) em sistemas aquosos. Na remoção de ambos os corantes acontecem, simultaneamente, o processo de adsorção e degradação, sendo o primeiro mais favorável. Por isso, foi proposto um processo de degradação sequencial (adsorção com biochar seguida de redução com nanopartículas de Fe de valência zero), em que a principal vantagem seria a diminuição do volume de efluente a ser degradado. No quarto capítulo foram descritos os resultados de degradação do herbicida dicamba (produto comercial) em solução aquosa empregando BIOFe em um sistema Fenton-like. Pôde-se observar que o compósito apresentou potencial para ser utilizado na degradação do dicamba, uma vez que o ensaio biológico com planta indicadora (feijão - Phaseolus Vulgaris) apresentou resultados de intoxicação considerados aceitáveis (10%). No quinto capítulo, foram descritos os resultados da degradação do herbicida dicamba utilizando um compósito a base de biochar produzido via síntese hidrotérmica. Pôde-se observar que o compósito apresentou melhores resultados que o biochar produzido via pirólise, e o sistema desenvolvido foi relativamente simples e de fácil aplicação. Palavras-chave: Biomassa. Adsorção. Degradação. Alaranjado de metila. Azul de metileno. Dicamba.Item Madeira e carvão de Coffea arabica L. : caracterização para uso energético(Universidade Federal de Lavras, 2013-05-09) Leite, Edson Rubens da Silva; Rosado, Sebastião Carlos da SilvaAtualmente, também, os resíduos agrícolas são considerados como potenciais fontes de energia, além de poderem contribuir para o desenvolvimento econômico de comunidades rurais. Resíduos agrícolas atraem o interesse como matéria prima para geração de energia em toda parte do mundo, seja como lenha ou como matéria prima para carbonização ou, ainda, em briquetes. Estes resíduos, geralmente, estão disponíveis em grandes quantidades nas áreas de produção. Este estudo foi realizado com os objetivos de avaliar a qualidade e o potencial energético da madeira e do carvão vegetal do cafeeiro, além de verificar a influência do sistema de cultivo (convencional, orgânico e agroflorestal) e da cultivar (Mundo Novo e Catuaí) na geração de bioenergia. Foram utilizadas madeiras de Coffea arabica L. provenientes de três sistemas de cultivo (agroflorestal, convencional e orgânico) e de duas cultivares distintas (Mundo Novo e Catuaí), totalizando seis tratamentos, ou seja, os cafeeiros agroflorestal natural Mundo Novo (NtMN), agroflorestal natural Catuaí (NtC), convencional Mundo Novo (ConvMN), convencional Catuaí (ConvC), orgânico Mundo Novo (OrgMN) e orgânico Catuaí (OrgC). Foram amostradas, aleatoriamente, quatro plantas, com idade de aproximadamente 10 anos, resultando em 24 arbustos abatidos. Foram quantificados os teores dos componentes elementares (C, H, N, S e O), de cinzas, lignina, extrativos totais e holocelulose, a densidade básica, o poder calorífico superior, o poder calorífico inferior, o poder calorífico superior e inferior volumétricos das madeiras analisadas. Para avaliação da qualidade do carvão vegetal do cafeeiro, foram quantificados os teores dos componentes elementares (C, H, N, S e O) a cinzas, a densidade relativa aparente, a densidade relativa verdadeira, o estoque de carbono fixo, o poder calorífico superior, o poder calorífico inferior, o poder calorífico superior e inferior volumétricos, além do rendimento em carvão, líquido pirolenhoso, gases não condensáveis e a porosidade do carvão cafeeiro. Verificou-se que as madeiras ConvC, ConvMn e NatC, destacaram-se em razão dos elevados valores de poder calorífico volumétrico, densidade básica, teor de lignina e poder calorífico superior, para produção de bioenergia. Para a produção do carvão vegetal, verificou-se que os sistemas orgânico e convencional com a cultivar Catuaí se destacaram para o uso siderúrgico e energético, principalmente, pelos maiores valores de densidade relativa aparente e energética, estoque em carbono fixo, rendimentos em carvão vegetal e em carbono fixo.