KINETIC STUDY ON THE REMOVAL OF BTX COMPOUNDS IN BATCH REACTOR USING ACTIVATED CARBON FROM COCONUT SHELL AS THE ADSORBENT

Authors

  • Adriana Dervanoski Universidade Federal da Fronteira Sul
  • Selene Maria Arruda Guelli Ulson de Souza Universidade Federal de Santa Catarina
  • Cleuzir da Luz Fundação Universidade do Estado de Santa Catarina
  • Diego Colombo Pelegrin Universidade Federal de Santa Catarina
  • Antonio Augusto Ulson de Souza Universidade Federal de Santa Catarina

DOI:

https://doi.org/10.18316/rca.v14i2.4366

Keywords:

BTX, Adsorption Kinetics, Pseudo-First-Order, Pseudo-Second-Order, Intraparticle Diffusion.

Abstract

The adsorption kinetics of BTX compounds (benzene, toluene, o-xylene) in aqueous solution was investigated in a batch reactor at 23 ±1°C using a commercial thermally-activated coconut shell carbon. The solution pH did not affect the adsorption and the thermal activation of the adsorbent produced a higher amount of negative charges on the surface, increasing the adsorption efficiency, due to the weakly positive charges of the BTX molecules. In order to determine the mechanism and the limiting step of the adsorption process, the kinetics data were fitted using different models: the pseudo-first-order, pseudo-second-order and intraparticle diffusion models. The pseudo-second-order model was more appropriate for describing the adsorption rate based on the high correlation coefficient (R2) and because the qe calculated was reasonably similar to qe experimental values. Through a detailed study involving kinetic experiments it was also possible to identify the controlling stage of the process from the fitting of the intraparticle diffusion model. The high values for the correlation coefficients indicated that the process is strongly controlled by the second-stage of the diffusion for all compounds studied at different concentrations.

Author Biographies

Adriana Dervanoski, Universidade Federal da Fronteira Sul

Adriana Dervanoski é graduada em Engenharia Química (2006); possui mestrado em Engenharia Química (2009) e Doutorado em Engenharia Química (2012), ambos pela Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC. Em 2013 realizou Pós-Doutorado na Oregon State University - USA, na linha de pesquisa de Fenômenos de Transporte em Sistemas Multifásicos. Atualmente é professora Adjunta C da Universidade Federal da Fronteira Sul campus de Erechim - RS. Tem experiência na área de Fenômenos de Transporte em Sistemas Multifásicos, Termodinâmica, Operações Unitárias, processos envolvendo Adsorção, Tratamento de Águas e Efluentes, Biotecnologia, Fermentações e aplicação de Simulação Numérica desses processos.

Selene Maria Arruda Guelli Ulson de Souza, Universidade Federal de Santa Catarina

Selene Maria de Arruda Guelli Ulson de Souza concluiu a graduação em Engenharia Química, na UNICAMP em 1982; o mestrado em Engenharia Química, na UNICAMP em 1985; o doutorado em Engenharia Mecânica, na Universidade Federal de Santa Catarina em 1992; e o pós-doutorado em Engenharia Química, na University of California at Davis - USA, em 1997. Atualmente é PROFESSOR ASSOCIADO IV da Universidade Federal de Santa Catarina, é bolsista de Produtividade em Pesquisa 1D do CNPq e é coordenadora adjunta da área de Engenharias II, na CAPES. Publicou 80 artigos em periódicos especializados e 377 trabalhos em anais de eventos. Possui 7 capítulos de livros publicados. Possui 4 depósitos de patente, 1 software e outros 372 itens de produção técnica. Participou de vários eventos no exterior e no Brasil. Orientou 31 dissertações de mestrado e coorientou 23, orientou 14 teses de doutorado e coorientou 14 teses de doutorado, orientou 4 pós-doutorado, além de ter orientado 98 trabalhos de iniciação científica e 35 trabalhos de conclusão de curso nas áreas de Engenharia Química, Engenharia de Alimentos e Engenharia Mecânica. Vem atuando como revisora de 38 periódicos internacionais e 5 nacionais. Recebeu 27 prêmios e/ou homenagens. Entre 1986 e 2009 participou de 39 projetos de pesquisa, sendo que coordenou 16 destes. Atualmente participa de 13 projetos de pesquisa, sendo que coordena 7 destes. Atua na área de Engenharia Química, com ênfase em Operações de Separação e Mistura, Têxteis, Petróleo e Petroquímica, Meio ambiente. Em suas atividades profissionais interagiu com 460 colaboradores em coautorias de trabalhos científicos. Em seu currículo LATTES os termos mais freqüentes na contextualização da produção científica, tecnológica e artístico-cultural são: TEXTIL, PETRÓLEO, TRANSFERENCIA DE MASSA, ADSORÇÃO, BIODEGRADACAO, PROCESSOS DE SEPARAÇÃO, TINGIMENTO, REÚSO, MEIO AMBIENTE e CORANTES.

Cleuzir da Luz, Fundação Universidade do Estado de Santa Catarina

Cleuzir da Luz é professor adjunto na UDESC – Fundação Universidade do Estado de Santa Catarina. Possui doutorado pela UFSC em Engenharia Química, mestrado em Matemática e Computação Científica pela Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC (2004). Graduação em Matemática Licenciatura pela UNOCHAPECÓ - Universidade Comunitária Regional de Chapecó (1999). Tem experiência na área de Matemática e Engenharia Química com ênfase em Matemática Pura, Equações Diferenciais Parciais e Simulação Numérica de Fenômenos de Transporte.

Diego Colombo Pelegrin, Universidade Federal de Santa Catarina

Engenheiro Químico graduado na Universidade Federal de Santa Catarina, especializado em Química Verde pela Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Mulhouse. Tem conhecimento em análises químicas e numéricas. Trabalhou como estudante pesquisador em nanofiltração, formulação cosmética e adsorção de contaminantes no Laboratório de Transferência de Massa, adquirindo conhecimento técnico. Atualmente está realizando mestrado na área de produção de gás de síntese a partir do metano. Tem experiência na área de Engenharia Química, com ênfase em Projetos Industriais e Petroquímica.

Antonio Augusto Ulson de Souza, Universidade Federal de Santa Catarina

Antônio Augusto Ulson de Souza concluiu a graduação em Engenharia Química, na UFRJ em 1982; o mestrado em Engenharia Química, na UNICAMP em 1985; o doutorado em Engenharia Mecânica, na Universidade Federal de Santa Catarina em 1992; e o pós-doutorado em Engenharia Química, na University of California at Davis - USA, em 1997. Atualmente é PROFESSOR ASSOCIADO IV da Universidade Federal de Santa Catarina, é Chefe do Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos e é bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq. Publicou 79 artigos em periódicos especializados e 368 trabalhos em anais de eventos. Possui 6 capítulos de livros publicados. Possui 4 depósitos de patente e 292 itens de produção técnica. Participou de vários eventos no exterior e no Brasil. Orientou 28 dissertações de mestrado e coorientou 29, orientou 15 teses de doutorado e coorientou 12 teses de doutorado, orientou 2 trabalhos de pós-doutorado, além de ter orientado 106 trabalhos de iniciação científica e 35 trabalhos de conclusão de curso nas áreas de Engenharia Química, Engenharia de Alimentos, Engenharia Mecânica, Engenharia de Produção e Engenharia de Materiais e Metalúrgica. Recebeu 7 prêmios e/ou homenagens. Vem atuando como revisor de 23 periódicos internacionais e 5 nacionais. Entre 1986 e 2011 participou de 39 projetos de pesquisa, sendo que coordenou 22 destes. Atualmente participa de 13 projetos de pesquisa, sendo que coordena 9 destes. Atua na área de Engenharia Química, com ênfase em Têxteis, Petróleo e Petroquímica, Meio ambiente e Produtos Naturais. Em suas atividades profissionais interagiu com 495 colaboradores em coautorias de trabalhos científicos. Em seu currículo LATTES os termos mais freqüentes na contextualização da produção científica, tecnológica e artístico-cultural são: TEXTIL, MEIO AMBIENTE, PETROQUÍMICA, PETRÓLEO, ADSORÇÃO, TINGIMENTO, TRANSFERENCIA DE MASSA, URUCUM, PRODUTOS NATURAIS e BIODEGRADAÇÃO.

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Published

2020-08-24

Issue

Vol. 14 No. 2 (2020)

Section

Artigos

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