Browsing by Author "Martins, Luide Rodrigo"
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Item Application of cellulose-immobilized riboflavin as a redox mediator for anaerobic degradation of a model azo dye Remazol Golden Yellow RNL.(2015) Martins, Luide Rodrigo; Baeta, Bruno Eduardo Lobo; Gurgel, Leandro Vinícius Alves; Aquino, Sergio Francisco de; Gil, Laurent FrédéricThis study described the anaerobic degradation of the azo dye Remazol Golden Yellow RNL (RGY-RNL) using cellulose-immobilized riboflavin (MC 3) as the redox mediator. This new solid support containing immobilized riboflavin was synthesized from succinylated mercerized cellulose, and was characterized by elemental analysis, FTIR, and solid-state 13C NMR. MC 3 was resistant to pH 2–9, and anaerobic degradation of RGY-RNL using MC 3 in the presence of anaerobic sludge yielded a zero order degradation rate constant (k0,obs) equal to 0.189 mg/L h, which was 56% better than experiments carried out without a redox mediator. Color removal efficiency after 48 h of degradation averaged 89.4% in experiments with MC 3 and 72% without the addition of a redox mediator. These results showed that MC 3 can be used to immobilize redox mediators, allowing reduction of wastewater treatment costsItem Imobilização do mediador redox riboflavina em fibra de celulose para degradação anaeróbica do azo corante amarelo ouro remazol RNL.(2012) Martins, Luide Rodrigo; Gil, Laurent FrédéricA literatura tem demonstrado a eficiência de algumas substâncias na melhoria da cinética de remoção de cor em águas residuárias contendo corantes do tipo azo. Entre essas substâncias está a riboflavina (vitamina B2) que é conhecida por atuar como mediador redox nas transferências de elétrons de uma fonte doadora para o azo corante. A riboflavina em sua forma livre é solúvel em meio aquoso e pode ser perdida no efluente final em um sistema de tratamento. A imobilização desta vitamina em um suporte insolúvel pode proporcionar a retenção e recuperação da mesma nos reatores e consequentemente viabilizar o seu reuso diminuindo os custos do processo. Neste trabalho realizou-se a síntese de um novo material (CM3) contendo riboflavina imobilizada na celulose via ligação covalente e investigou-se a sua influência na degradação anaeróbia do azo corante amarelo ouro remazol RNL. Os ensaios foram feitos em escala de bancada e regime de batelada por períodos de 48 horas e temperatura controlada (25°C). A primeira etapa do trabalho consistiu na modificação química da celulose. Este polímero foi mercerizado, succinilado e passou por reação com anidrido acético para em seguida reagir com a riboflavina e dar origem à CM3. Os efeitos da modificação foram analisados por técnicas de infravermelho e análise elementar. A concentração de riboflavina introduzida na celulose foi estimada em 71,3mg/g. A estabilidade deste material foi testada em diferentes condições de pH e mostrou-se estável entre os pH 2 e 9. A segunda etapa do trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos da riboflavina imobilizada na degradação anaeróbia do azo corante amarelo ouro remazol RNL. Os experimentos realizados com lodo anaeróbio e CM3 mostraram uma taxa de remoção 1,56 vezes maior do que os ensaios feitos sem nenhum tipo de mediador redox, comprovando assim a efetividade deste material na melhoria da cinética de degradação anaeróbia do azo corante modelo.Item Optimization of cellulose and sugarcane bagasse oxidation : application for adsorptive removal of crystal violet and auramine-O from aqueous solution.(2017) Martins, Luide Rodrigo; Rodrigues, Josilene Aparecida Vieira; Herrera Adarme, Oscar Fernando; Melo, Tânia Márcia Sacramento; Gurgel, Leandro Vinícius Alves; Gil, Laurent FrédéricCellulose (Cel) and sugarcane bagasse (SB) were oxidized with an H3PO4-NaNO2 mixture to obtain adsorbent materials with high contents of carboxylic groups. The oxidation reactions of Cel and SB were optimized using design of experiments (DOE) and response surface methodology (RSM). The optimized synthesis conditions yielded Cox and SBox with 4.8 mmol/g and 4.5 mmol/g of carboxylic acid groups, respectively. Cox and SBox were characterized by FTIR, TGA, PZC and solid-state 13C NMR. The adsorption of the model cationic dyes crystal violet (CV) and auramine-O (AO) on Cox and SBox in aqueous solution was investigated as a function of the solution pH, the contact time and the initial dye concentration. The adsorption of CV and AO on Cox was described by the Elovich equation and the pseudo-first-order kinetic model respectively, while the adsorption of CV and AO on SBox was described by the pseudo-secondorder kinetic model. Adsorption isotherms were well fitted by the Langmuir and Konda models, with maximum adsorption capacities (Qmax) of 1117.8 mg/g of CV and 1223.3 mg/g of AO on Cox and 1018.2 mg/g of CV and 682.8 mg/g of AO on SBox. Desorption efficiencies were in the range of 50–52% and re-adsorption capacities varied from 65 to 81%, showing the possibility of reuse of both adsorbent materials.Item Oxidized renewable materials for the removal of cobalt(II) and copper(II) from aqueous solution using in batch and fixed-bed column adsorption.(2020) Rodrigues, Josilene Aparecida Vieira; Martins, Luide Rodrigo; Furtado, Laís Milagres; Xavier, Amália Luísa Pedrosa; Almeida, Francine Tatiane Rezende de; Moreira, Ana Luísa da Silva Lage; Melo, Tânia Márcia Sacramento; Gil, Laurent Frédéric; Gurgel, Leandro Vinícius AlvesBatch and continuous adsorption of Co2+ and Cu2+ from aqueous solutions by oxidized sugarcane bagasse (SBox) and oxidized cellulose (Cox) were investigated. The oxidation reaction of sugarcane bagasse and cellulose was made with a mixture of H3PO4‒NaNO2 to obtain SBox and Cox, with the introduction of high number of carboxylic acid functions, 4.5 and 4.8 mmol/g, respectively. The adsorption kinetics of Co2+ and Cu2+ on SBox and Cox were modeled using two models (pseudo-first-order and pseudo-second-order) and the rate-limiting step controlling the adsorption was evaluated by Boyd and intraparticle diffusion models. The Sips and Langmuir models better fitted the isotherms with values of maximum adsorption capacity of 0.68 and 0.37 mmol/g for Co2+ and 1.20 and 0.57 mmol/g for Cu2+ adsorption on Cox and SBox, respectively. The reuse of both spent adsorbents was evaluated. Adsorption of Cu2+ and Co2+ on SBox in continuous was evaluated using a 22 factorial design with spatial time and initial metal concentration as independent variables and and effective use of the bed as responses. The breakthrough curves were very well described by the Bohart–Adams original model and the values for Co2+ and Cu2+ were 0.22 and 0.55 mmol/g. SBox confirmed to be a promising biomaterial for application on a large scale.Item Síntese de materiais lignocelulósicos oxidados e bifuncionalizado para a remoção de corantes catiônicos e aniônico em solução aquosa.(2017) Martins, Luide Rodrigo; Gil, Laurent Frédéric; Gil, Laurent Frédéric; Oliveira, Leandro Soares de; Alves, Rosemeire Brondi; Gurgel, Leandro Vinícius AlvesEste trabalho descreve a preparação de adsorventes lignocelulósicos para a adsorção de corantes catiônicos e aniônico em solução aquosa. A primeira parte relata a otimização da oxidação da celulose (Cel) e do bagaço de cana de açúcar (BCA) pelo sistema NaNO2/H3PO4 e a aplicação dos produtos oxidados na adsorção dos corantes catiônicos violeta cristal (VC) e auramina-O (AO). As condições de oxidação foram otimizadas por métodos estatísticos de planejamento experimental e superfície de resposta. A oxidação otimizada introduziu 4,8 mmol/g e 4,5 mmol/g de funções ácido carboxílico na Cel e no BCA respectivamente. Os adsorventes celulose oxidada (Cox) e Bagaço de cana de açúcar oxidado (Box) foram avaliados quanto a capacidade de adsorção em função do pH, do tempo de contato (cinética) e da concentração inicial dos corantes (isoterma). O modelo cinético que melhor se ajustou para a adsorção de VC por Cox foi o de Elovich (EE) e para a adsorção de AO por Cox foi o de pseudo primeira ordem (PPO). Para a adsorção de VC e AO por Box o modelo cinético que melhor se ajustou foi o de pseudo segunda ordem(PSO). A avaliação do modelo cinético difusão intrapartícula (DIP) indicou que a difusão de VC e AO nos poros da Cox e do Box não pode ser considerada a única etapa relevante para a cinética de adsorção nestes sistemas. Os estudos das isotermas de adsorção apontaram Langmuir como o melhor modelo para a descrição da adsorção de VC por ambos os adsorventes e Konda como o melhor modelo para descrever a adsorção de AO pelos dois adsorventes. As capacidades de adsorção estimadas pelo modelo de Langmuir foram de 1117,8 mg/g e 1018,2 mg/g de VC em Cox e Box respectivamente. As capacidades de adsorção estimadas pelo modelo de Konda foram de 1223,3 mg/g e 628,8 mg/g de AO em Cox e Box respectivamente. Os estudos de dessorção e readsorção mostraram ser possível o reuso da Cox e do Box. A segunda parte deste trabalho descreve a produção, a partir da celulose, do adsorvente bifuncionalizado com características zwitteriônicas, CM3, para a adsorção em sistema monocomponente do corante catiônico violeta cristal e do corante aniônico alaranjado II (AII). A modificação química da celulose ocorreu por meio de succinilação com anidrido succínico e posterior modificação com cloreto de colina. O modelo cinético que melhor se ajustou à adsorção de ambos os corantes por CM3 foi o de pseudo segunda ordem. A avaliação do modelo DIP indicou que a difusão de VC ou AII nos poros da CM3 não pode ser considerada como a única etapa relevante para a cinética de adsorção nestes sistemas. Os estudos das isotermas de adsorção apontaram Konda e Langmuir como os melhores modelos para descrever a adsorção de VC e AII por CM3, respectivamente. A capacidade de adsorção do corante catiônico VC por CM3 foi de 2367,5 mg/g e do corante aniônico AII foi de 217,5 mg/g.Item Use of a new zwitterionic cellulose derivative for removal of crystal violet and orange II from aqueous solutions.(2022) Martins, Luide Rodrigo; Soares, Liliane Catone; Gurgel, Leandro Vinícius Alves; Gil, Laurent FrédéricThis study describes the synthesis of a new bioadsorbent with zwitterionic characteristics and its successful application for removal of a cationic dye (crystal violet, CV) and an anionic dye (orange II, OII) from single component aqueous systems. The new bi-functionalized cellulose derivative (MC3) was produced by chemical modification of cellulose with succinic anhydride and choline chloride to introduce carboxylic and quaternary ammonium functional groups on the cellulose surface. MC3 was characterized by several wet chemical and spectroscopic methods. The effects of solution pH, contact time, and initial solute concentration on removal of CV and OII by MC3 were investigated. Studies of the desorption and re-adsorption of the dyes were also carried out. The isotherms for adsorption of CV and OII on MC3 were satisfactorily fitted using the Konda and Langmuir models. MC3 showed experimental maximum adsorption capacities of 2403 mg g-1 for CV and 201 mg g-1 for OII. The desorption and re-adsorption results showed that MC3 could be reused in successive adsorption cycles, which is essential for minimizing process costs and waste generation. The findings showed that MC3 is a versatile biosorbent capable of efficiently removing both cationic and anionic dyes.