Características principales del biocarbón derivado de restos de Theobroma cacao L. para su uso en suelos agrícolas

La incorporación de biocarbono para mejorar los suelos agrícolas está ganando popularidad, pero hay poca información sobre las propiedades del biocarbono derivado de los restos de la cosecha de cacao. En la investigación se determinaron varias características del biocarbono obtenido del proceso de pirólisis de la cáscara de las mazorcas de cacao. Los análisis realizados fueron: porcentajes de fibra lignocelulósica, análisis proximal, estructura microscópica y grupos funcionales. También se realizó con el biocarbón un ensayo de adsorción con Cd+2 mediante un sistema de recirculación con agua, con el fin de obtener las isotermas de Lang-muir y Freundlich (modelos matemáticos de adsorción de moléculas en superficies sólidas). Los contenidos fibrosos abarcaban 56,2% celulosa, 27,07% lignina y 3,15% hemicelulosa. Con 8,15% de humedad y pH 9,86 se obtuvo un promedio de 35,58% de biocarbón. La forma de los poros fue irregular, se confirmó la presencia de los grupos hidroxilo, carboxilo y carbonato. Los modelos de absorción indicaron una capacidad de adsorción máxima de 0,280 mL/g en Langmuir y una intensidad de absorción de Cd+2 de 0,06 en Freundlich. Si bien el biocarbón demostró propiedades adecuadas para suelos ácidos, su capacidad de adsorción resultó limitada en las condiciones evaluadas.

Using biochar to enhance agricultural soils is becoming more popular, but not much is known about the qualities of biochar made from cocoa crop leftovers. The study identified several traits of biochar created from cocoa pod husks through the pyrolysis method. The examination included the following evaluations: levels of lignocellulosic fibre, proximal analysis, microscopic structure, and functional groups. The Langmuir and Freundlich isotherms were evaluated through an aqueous recirculation Cd2+ adsorption assay. The fibrous contents consisted of 56.2% cellulose, 27.07% lignin, and 3.15% hemicellulose. At a moisture content of 8.15% and a pH of 9.86, 35.58% biochar was produced. The pores were not uniform in shape and contained hydroxyl, carboxyl and carbonate groups as identified. According to the isotherms, the Cd2+ that can be adsorbed is 0.280 mL/g at Langmuir, and the Cd2+ adsorption intensity is 0.06 at Freundlich. Even though the biochar had desirable properties for acidic soils, its ability to adsorb was restricted under the tested conditions.

O uso crescente do biocarvão em solos agrícolas justifica uma investigação mais aprofundada de suas propriedades menos conhecidas. Esta pesquisa concentrou-se no biocarvão produzido a partir de resíduos da colheita do cacau e teve como objetivo identificar seus atributos por meio da pirólise da casca da vagem do cacau. As análises realizadas incluíram fibra lignocelulósica, análise proximal, estrutura microscópica e grupos funcionais. As isotermas de Langmuir e Freundlich foram avaliadas por meio de um ensaio de adsorção de Cd2+ em recirculação aquosa. O conteúdo fibroso consistia em 56,2% de celulose, 27,07% de lignina e 3,15% de hemicelulose. Com um teor de umidade de 8,15% e um pH de 9,86, foram produzidos 35,58% de biochar. A estrutura porosa era irregular, indicando a presença de grupos hidroxila, carboxi-la e carbonato. As isotermas mostraram que o modelo de Langmuir tem uma capacidade máxima de adsorção (qmax) de 0,280 mL/g e uma intensidade de ad-sorção de Freundlich de 0,06 para Cd2+. Embora o biochar tenha demonstrado propriedades adequadas para uso agrícola, sua capacidade de adsorção foi limitada nas condições avaliadas.

Adsorción de un complejo de hierro sobre nanocristales de dióxido de titanio utilizando un residuo piridina / Adsorption of an iron complex on nanocrystals of titanium dioxide using a pyridine residue / Adsorção de um complexo de ferro em nanocristais de dióxido de titânio usando um resíduo de piridina

Resumen Debido a que los fenómenos de adsorción de tinturas sobre óxidos metálicos son de gran importancia en la búsqueda de sistemas de conversión de energía solar, en este trabajo se presenta el comportamiento espectroscópico y electroquímico del complejo [Fe(pytpy2)] (PF6)2 (donde pytpy es 4'-(piridin-4-il)-2,2':6',2"-terpiridina) en solución fluida y anclado sobre una película delgada de nanocristales de dióxido de titanio. La constante de formación del aducto se estimó utilizando el modelo isotérmico de Langmuir y se encontró un valor de 1,03x105 M-1 para dicho complejo. El anclaje del complejo sobre la superficie del óxido metálico semiconductor se debe a la interacción del residuo de piridina con los sitios ácidos de Lewis presentes en la superficie del TiO2. Se observó que las propiedades espectroscópicas y electroquímicas del complejo no se ven modificadas por la adsorción.

Abstract Because the phenomena of adsorption of tinctures on metal oxides are of great importance in the search for solar energy conversion systems, this paper presents the spectroscopic and electrochemical behavior of the complex [Fe(pytpy2)](PF6)2 (where pytpy is 4'-(4-pyridyl)-2,2':6',2''-terpyridine) in a fluid solution and anchored on a thin film of nanocrystals of titanium dioxide. The adduct formation constant was estimated using the Langmuir isothermal model, with a value of 1.03x105 M-1 for the complex. The anchoring of the complex on the surface of the semiconductor metal oxide is due to the interaction of the pyridine residue with the Lewis acid sites presented on the TiO2 surface. Results indicated that the spectroscopic and electrochemical properties of the complex are not modified by the adsorption.

Resumo Os fenômenos de adsorção de tinturas em óxidos metálicos são de grande importância na busca por sistemas de conversão de energia solar, motivo pelo qual neste trabalho o comportamento espectroscópico e eletroquímico do complexo [Fe(pytpy2)] (PF6)2 (onde pytpy é 4'-(piridin-4-il)-2,2':6',2"-terpiridina) em uma solução fluida e ancorada em um filme fino de nanocristais de dióxido de titânio. A constante de formação de aduto foi estimada pelo modelo isotérmico de Langmuir, com valor de 1.03x105 M-1 para o referido complexo. A ancoragem do complexo na superfície do óxido de metal semicondutor é devida à interação do resíduo de piridina com os sítios de ácido de Lewis presentes na superfície do TiO2, observando que as propriedades espectroscópicas e eletroquímicas do complexo não são modificadas pela adsorção.

Adsorption and availability of phosphorus in response to humic acid rates in soils limed with CaCO3 or MgCO3 / Adsorção e disponibilidade de fósforo em resposta a doses de ácido húmico em solos corrigidos por CaCO3 ou MgCO3

ABSTRACT Humic acid (HA) may reduce adsorption and increase soil P availability, however, the magnitude of this effect is different when Ca2+ prevails over Mg2+ in limed soils. The objective of this study was to evaluate the effects of HA rates and carbonate sources on the adsorption, phosphate maximum buffering capacity (PMBC), and P availability in two contrasting soils. Oxisol and Entisol samples were firstly incubated with the following HA rates: 0, 20, 50, 100, 200 and 400 mg kg-1, combined with CaCO3 or MgCO3, to evaluate P adsorption. In sequence, soil samples were newly incubated with P (400 mg kg-1) to evaluate P availability. The least P adsorption was found when 296 mg kg-1 of HA was added to Oxisol. Applying HA rates decreased maximum adsorption capacity, increased P binding energy to soil colloids and did not alter PMBC of Entisol. Available P contents in Oxisol increased with HA rates, but it did not change in Entisol. Choosing the right HA rate can decrease PMBC up to 40% and increase the Oxisol P availability by 17%. Application of MgCO3 instead of CaCO3 decreased P adsorption in both soils. Thus, a positive correlation between Ca2+ content and PMBC was verified. Optimum rate of HA and the preponderance of Mg2+ instead of Ca2+ in soil volume fertilized with P are effective practices to reduce adsorption and increase P availability, especially in clayey Oxisol.

RESUMO O ácido húmico (AH) pode reduzir a adsorção e aumentar a disponibilidade de P nos solos, entretanto, a magnitude desse efeito é diferente quando o Ca2+ prevalece sobre Mg2+ em solos com acidez corrigida. Objetivou-se avaliar os efeitos de doses de AH e fontes de carbonato na adsorção, fator capacidade de P máximo (FCPm) e disponibilidade de P em solos contrastantes. Amostras de Latossolo e Gleissolo foram primeiramente incubadas com as seguintes doses de AH: 0, 20, 50, 100, 200 e 400 mg kg-1, combinadas com CaCO3 ou MgCO3, para avaliar a adsorção de P. Em sequência, as amostras de solo foram novamente incubadas com P (400 mg kg-1), para determinar a disponibilidade de P. A aplicação de doses de AH reduziu a capacidade máxima de adsorção, aumentou a energia de ligação do P e não alterou a FCPm do Gleissolo. O teor de P disponível aumentou com o acréscimo das doses de AH no Latossolo, contudo, não foram alterados no Gleissolo. A escolha correta da dose de AH reduziu a FCPm em até 40% e aumentou a disponibilidade de P no Latossolo em 17%. A aplicação de MgCO3 em vez do CaCO3 reduziu a adsorção de P em ambos os solos. Assim, houve correlação positiva entre o teor de Ca2+ e a FCPm. A dose ótima de AH e a predominância de Mg2+ sobre Ca2+ no volume de solo adubado com P são práticas efetivas para reduzir a adsorção e aumentar a disponibilidade de P, especialmente, no Latossolo argiloso.

Capacidad de adsorción de plomo con intercambiadores catiónicos de carbón xantado / Adsorption capacity of lead with cationics exchangers of xanted coal

En este estudio, se describe la adsorción de plomo (Pb2+) en soluciones acuosas, a partir de carbón modificado, mediante tratamiento con CS2 y NaOH, empleando una relación 16,6:1 NaOH/Carbón p/p y 4,08:1 CS2/carbón p/p. Se realizaron pruebas de pH, cinéticas e isotermas de adsorción, para evaluar la capacidad de adsorción del carbón xantado y carbón no xantado. Los grupos azufre en el carbón xantado fueron identificados por espectroscopia infrarroja de reflectancia difusa (FTIR) y comparados con los espectros del carbón no xantado. Los resultados muestran que la mejor remoción de plomo en la solución con una concentración de 100mg de Pb2+/L y dosis de 50mg de adsorbente/10mL, respectivamente, fue a un valor de pH 5,0, logrando un porcentaje de adsorción de 98%. Los estudios cinéticos indican que el proceso de adsorción puede alcanzar el equilibrio alrededor de 120min, siguiendo una cinética de pseudo-segundo orden, para ambos materiales. El estudio de las isotermas indica que el carbón se ajusta mejor a una isoterma de tipo Langmuir y cuando se somete a la xantación, se ajusta a una isoterma de tipo Freundlich.

This study describes the adsorption of lead (Pb2+) in aqueous solutions of modified coal by treatment with CS2 and NaOH, using a ratio of 16,6:1 NaOH/coal (w/w) and 4,08 CS2/coal (w/w). Different tests such as acidity, kinetic and adsorption isotherms were carried out in order to assess the adsorption capacity of xanted and non-xanted coal. The sulfur groups presented in the xanted coal were identified by infrared spectroscopy(FTIR) and they were compared with non-xanted coal spectrum. The results show that the best lead removal in the solution (with a concentration of 100mg Pb2+/L and 50mg of adsorbent) was obtained at pH 5.0 for both coal (xanted and non-xanted) with an adsorption percentage of 98%. The kinetic studies indicate that the adsorption process can reach the equilibrium in about 120 minutes, following a pseudo-second order kinetics for both materials. The isotherms study indicates that the coal fits best to a Langmuir-type isotherm, however when the coal is xanted, it fits best to a Freundlich-type isotherm.

ADSORCIÓN DE PLOMO (II) EN SOLUCIÓN ACUOSA CON TALLOS Y HOJAS DE Eichhornia crassipes / ADSORPTION OF LEAD (II) WITH STEMS AND LEAVES OF Eichhornia crassipes IN AQUEOUS SOLUTION

La presencia de metales pesados, como el plomo (Pb+2), en los cuerpos de agua genera alteraciones sobre la calidad ambiental y la salud pública, debido a su solubilidad y su capacidad de acumulación en la cadena trófica, problemática que se puede incrementar por la acumulación de Eichhornia crassipes, una maleza acuática con alta capacidad invasora, cuya presencia en los ecosistemas acuáticos favorece los procesos de eutrofización y crecimiento de microorganismos patógenos, vectores de enfermedades. Como alternativa para la eliminación de metales pesados y el aprovechamiento de tallos TEC y hojas HEC de E. crassipes, se evaluó la capacidad de adsorción y de eficiencia de remoción de Pb+2 en solución acuosa, de dicha biomasa. Inicialmente, se realizaron ensayos batch, para analizar la influencia de la dosis de adsorbente, tiempo de contacto y pH de la solución. Como método de disposición final, se analizó la calcinación, a temperaturas de 700 y 800°C. Los datos experimentales de equilibrio fueron correlacionados, utilizando los modelos de Langmuir y Freundlich. El modelo que mejor se ajustó fue el de Langmuir, con R² = 0,9816 TEC y R² = 0,9854 HEC, lográndose una máxima capacidad de adsorción de 172,41mg/g TEC y 131,58mg/g HEC, con 0,2g de biomasa/200mL, pH 5,5 y 3h de contacto. En todos los ensayos, se lograron remociones de Pb+2 superiores al 97%. Los ensayos de calcinación indican que, a temperaturas ≥800°C, es posible estabilizar la biomasa residual, impidiendo que los cationes metálicos removidos sean liberados de la matriz biológica, por efectos de soluciones lixiviantes de bajo pH.

The presence of heavy metals such as lead (Pb+2) in water bodies causes alterations in environmental quality and public health due to their solubility and capacity of accumulation in the food chain. Problems that can be increased by the accumulation of Eichhornia crassipes an aquatic weed with high invasive capacity whose presence in the aquatic ecosystems favors the processes of eutrophication and growth of pathogenic microorganisms vectors of diseases. As an alternative for the removal of heavy metals and the use of TEC stems and HEC leaves of E. crassipes, the adsorption capacity and removal efficiency of Pb+2 in aqueous solution of this biomass were evaluated. Initially batch tests were performed to analyze the influence of the adsorbent dose, contact time and solution pH. As final disposal method, the calcination was analyzed at temperatures of 700 and 800°C. The equilibrium experimental data were correlated using the Langmuir and Freundlich models. The best fit model was the Langmuir model with R²=0.9816 TEC and R²=0.9854 HEC, achieving a maximum adsorption capacity of 172.41mg/g TEC and 131.58mg/g HEC with 0.2 g Of biomass/200mL, pH 5.5 and 3h of contact. Pb+2 removals above 97% were achieved in all tests. Calcination tests indicate that at temperatures ≥800°C it is possible to stabilize the residual biomass by preventing the removed metal cations from being released from the biological matrix by the effects of low pH leaching solutions.

Determinación de isotermas de desorción en jamón de cerdo cocido almacenado entre 4°C y 12°C / Desorption isotherms determination in cooked pork ham stored between 4°C and 12°C

Antecedentes: Las isotermas de sorción describen la relación termodinámica entre la actividad de agua (aw) y el contenido de humedad en base seca (g agua / g materia seca), de un producto alimentario a presión y temperatura constante. Estas pueden ser de adsorción o desorción. Su conocimiento es de gran importancia en la industria de alimentos, ya que brindan información apta para la selección del material de empaque, la predicción de la vida útil del producto y la evolución del contenido de humedad durante el tiempo de almacenamiento. Objetivos: Evaluar la relación existente entre la humedad y la aw en un jamón de cerdo cocido mediante el uso de isotermas de desorción a diferentes temperaturas de almacenamiento. Métodos: Para realizar el análisis se evaluaron dos lotes independientes de jamón donde se evaluó su composición fisicoquímica para luego ser almacenados en cámaras de almacenamiento a temperaturas de (4, 8 y 12°C). El proceso utilizado para determinar las curvas isotérmicas de sorción, fue el método recomendado por el proyecto COST 90, en un rango de aw entre 0,123 hasta 0,958 respectivamente. Los datos experimentales se modelaron utilizando cuatro modelos empíricos (Oswin, Caurie, Smith y Henderson) y dos teóricos (Guggenheim Anderson de Boer (GAB) y Brunauer, Emmett y Teller (BET)) comúnmente aplicados en la industria de alimentos. La calidad de ajuste se evaluó con el error medio relativo (%E), la raíz cuadrada del error cuadrático medio (RMSE) y la suma de errores cuadrados (SSE) respectivamente. Los datos se analizaron mediante la aplicación de modelos no lineales usando el método de mínimos cuadrados y se seleccionaron los modelos que presentaron mejores ajustes. Resultados: En relación con la cinética de desorción se observó que los modelos propuestos por GAB, BET y Oswin, tuvieron un mejor ajuste a los datos experimentales a las tres temperaturas de almacenamiento. Conclusión: En el jamón, las isotermas de desorción no presentan dependencia con la temperatura. Las curvas muestran un comportamiento tipo III, debido a la afinidad e interacción existente entre el sistema multicomponente y el agua disponible en el entorno.

Sorção e mobilidade do lítio em solos de áreas de disposição final de resíduos sólidos urbanos / Sorption and mobility of lithium in soil areas of final disposition of municipal solid waste

Um dos grandes problemas da atualidade é a disposição inadequada dos resíduos sólidos urbanos no solo, e seus efeitos recaem, principalmente, na contaminação das águas e do solo. Este trabalho objetivou o estudo da sorção e da mobilidade do Lítio nos solos das áreas de disposição de resíduos sólidos urbanos dos municípios de Lavras, Campo Belo e Pouso Alegre, MG. A partir dos ensaios de sorção em batelada e mobilidade do Li em colunas de solo, ajustaram-se os parâmetros das isotermas de Freundlich e da equação de transporte de solutos no solo. Pelos resultados obtidos verificou-se que, dentre os solos avaliados, o do município de Lavras foi o que apresentou a maior mobilidade do Li seguido dos solos de Pouso Alegre e Campo Belo, sendo, portanto, mais vulnerável à contaminação das águas subterrâneas.

A major problem today is the improper disposal of solid waste in the soil, and its effects fall mainly in the contamination of water and soil. This work aimed to study the sorption and mobility of lithium in soil disposal areas of solid waste from Lavras, Campo Belo and Pouso Alegre, Brazil. From the batch sorption tests and Li mobility in soil columns, set up the parameters of the Freundlich isotherms and the equation of solute transport in soil. The results obtained showed that, among the soils evaluated, the city of Lavras showed the increased mobility of Li followed by Pouso Alegre and Campo Belo soils, and are therefore more vulnerable to groundwater contamination.

Remoción de crooo hexavalente de aguas contamindas usando quitosano obtenido dde exoesqueleto de camarón / Removalof hexavaalent chromium from contaminated water sing chitosan oobtained from shrimp exoskeleton / Remoção de cromo hexavalente de aguas contaminadas usando quitosaa obtido de exooesqueleto de camarão

El exoesqueleto de camarón desechado por la industria puede ser aprovechado para la obtención de quitina y quitosano con la utilización de reactivos comerciales de muy bajo costo. El quitosano es un biopolímero que tiene diversos usos, entre ellos, la remoción de metales pesados a partir de aguas residuales. En este estudio se utilizó quitosano para la remoción de cromo hexavalente a partir de muestras de aguas residuales del proceso de galvanizado (cromado) de una industria de Cartagena. La remoción de cromo se realizó por un proceso discontinuo, a un pH óptimo encontrado en este estudio de 2.0 y una temperatura de 26 °C. La cinética de adsorción fue estudiada mediante el uso de la isoterma de Langmuir, siendo la capacidad máxima de adsorción (Qmax) de 200 mg/g. La remoción de cromo hexavalente a partir de las muestras de aguas residuales fue del 99.98 %.

The exoskeleton of shrimp discarded by the industry, can be used for the production of chitin and chitosan with the use of very low cost commercial reagents. Chitosan is a biopolymer that has many uses, including heavy metals removal from wastewater. In this study, chitosan was used to remove hexavalent chromium from wastewater samples from the galvanizing process (chrome) of an industry in the city of Cartagena. The chromium removal was performed by a batch process at an optimum pH found in this study of 2.0 and a temperature of 26 °C. The adsorption kinetics was studied by using the Langmuir isotherm, being the maximum adsorption capacity (Qmax.) of 200 mg/g. The removal of hexavalent chromium from wastewater samples was 99.98 %.

O exoesqueleto de camarão desperdiçado pela indústria pode ser aproveitado para a obtenção de quitina e quitosana usando reagentes comerciais de baixo custo. A quitosana é um biopolimero que tem diversos usos como a remoção de metais pesados de aguas residuais. Neste estudo se usou quitosana para a remoção de cromo hexavalente de amostras de aguas residuais do processo de galvanizado (cromado) de uma indústria da cidade de Cartagena (Colômbia). A remoção do cromo se realizou através de um processo continuo em um pH de 2.0 como condição ótima encontrada durante a realização deste estudo e uma temperatura de 26 °C. A cinética de adsorção foi estudada através do uso da isoterma de Langmuir, sendo a capacidade máxima de adsorção (Qmax) de 200 mg/g. A remoção de cromo hexavalente a partir das amostras residuais foi de 99.98 %.

INFLUENCIA DEL pH SOBRE LA ADSORCIÓN EN CARBÓN ACTIVADO DE Cd(II) Y Ni(II) DESDE SOLUCIONES ACUOSAS / INFLUENCE OF THE pH ON THE ADSORPTION IN ACTIVATED CARBON OF Cd(II) Y Ni(II) FROM AQUOEOUS SOLUTIONS / INFLUÊNCIA DO PH SOBRE A ADSORÇÃO EM CARVÃO ATIVADO DE Cd(II) E Ni(II) DESDE SOLUÇÕES ACUOSAS

La adsorción de iones Cd(II) y Ni(II) desde soluciones acuosas sobre carbón activado se estudia con diferentes valores de pH. La adsorción de los iones se realiza en dos condiciones de pH de la solución: en la primera el pH varía en el transcurso del proceso a medida que los iones se adsorben y en la segunda el pH se mantiene fijo durante la adsorción. Cuando no se realiza un control en el pH de la solución se observan incrementos en la concentración de los iones hidronio que alcanzan un valor máximo alrededor de pH 4, para los dos iones, y cuyos valores son de 346 mmol mL¹ para el caso de la adsorción de Cd(II) y de 436 mmol mL-1 para el Ni(II). Para todos los valores de pH y las dos condiciones del proceso de adsorción se observa una mayor cantidad de Ni(II) adsorbida con valores entre 0,04 y 0,42 mmol.g-1, mientras que para el Cd(II) la máxima cantidad adsorbida es de 0,16 mmol.g¹. El aumento de los iones hidronio en las soluciones de Cd(II) y Ni(II), en las que no se controla el valor del pH, favorece el proceso de adsorción, en tanto que al mantener un pH fijo en la solución, se obtienen adsorciones menores de los iones.

The Cd (II) and Ni(II) ions adsorption from aqueous solutions on activated carbon is studied to different values of pH. The ions adsorption is carried out under two conditions of pH solution: in the first one, the pH changes in the course of the process as the ions are adsorbed; in the second one, the pH is kept fixed during the adsorption. When the solution is not controlled, the hydronium ions concentration increases, reaching a maximum value around a pH of 4, for both ions, whose values are of 346 mmolmL-1 for the case of the adsorption of Cd (II) and of 436 mmol.mL-1 for Ni(II). For all the pH values and the two conditions of the adsorption process, much more quantity of Ni (II) is adsorbed with values between 0.04 and 0.42 mmol.g-1, while for the Cd (II) the maximum amount adsorbed is 0.16 mmol.g-1. The increase of the hydronium ions in the Cd(II) and Ni(II) solutions, in which the value of the pH is not controlled, helps the process of adsorption, while keeping pH fixed in the solution, ions are adsorbed in a less quantity.

Neste artigo se estuda a adsorção de iones Cd(II) e Ni(II) de soluções aquosas sobre carvão ativado a diferentes valores de pH. A adsorção dos iones se realiza baixo duas condições de pH da solução: na primeira o pH varia em decorrência do processo à medida que os iones se adsorvem; na segunda o pH se mantém fixo durante a adsorção. Quando não se realiza um controle no pH da solução se observam incrementos na concentração de iones hidrónio, que atinge um valor máximo arredor de pH 4, para os dois iones, cujos valores são 346 mmolmL-1 para o caso da adsorção de Cd(II) e 436 mmol.mL-1 para o Ni(II). Para todos os valores de pH e as duas condições do processo de adsorção se observa uma maior quantidade de Ni(II) adsorvida com valores entre 0,04 e 0,42 mmol.g-1, enquanto para o Cd(II) a máxima quantidade adsorvida é 0,16 mmol.g-1. O aumento dos iones hidrónio nas soluções de Cd(II) e Ni(II), nas que não se controla o valor do pH, favorece o processo de adsorção; enquanto ao manter um pH fixo na solução se obtêm adsorções menores dos iones.

Comportamento higroscópico de pós de manga das variedades coité e espada e avaliação das características físico-químicas / Hygroscopic behavior of mango powder of coité and espada cultivar and evaluation of physicochemical characteristics

A manga, embora muito apreciada pelos seus aspectos nutricionais e sensoriais, é altamente perecível e requer técnicas peculiares para sua conservação e comercialização. Nesse contexto, este trabalho teve por objetivos avaliar o comportamento higroscópico dos pós de manga das variedades Coité e Espada por meio das isotermas de adsorção e também analisar as características físico-químicas dessas variedades de manga nas formas in natura e em pó. Os resultados indicaram que os pós de manga não mostraram diferença significativa em relação às características físico-químicas, exceto para o valor de pH. Contrariamente, nas amostras in natura, apenas o pH não apresentou diferença significativa. Entre os modelos matemáticos utilizados para ajuste das isotérmicas de adsorção, o modelo de GAB foi o mais adequado para se ajustar aos dados experimentais, apresentando o teor de água da monocamada (gx100g-1 de matéria seca) de 0,09086 e 0,08857, com erros relativos médios de 6,76 e 2,86 por cento para Coité e Espada, respectivamente. O modelo de Oswin foi o segundo modelo matemático que apresentou valores muito próximos de encaixar o modelo de GAB.

The mango, is much appreciated by its nutritional and sensorial characteristics, but is highly perishable and requires specific techniques for its conservation and marketing. In this sense, this study aimed to evaluate the hygroscopic behavior of powdered mango varieties Coite and Espada cv. using adsorption isotherms and physicochemical characteristics of theses varieties of mango in natura and powder. The results showed that the mango powders didn't show significant difference in relation to physicochemical characteristics, except for the pH value. In contrary, in nature samples only the pH didn´t show significant difference. Among the mathematical models used to fit the adsorption isotherms, the GAB model was the more appropriate to fit the experimental data showing the water content of the monolayer of 0,09086 and 0,08857 (gx100g-1 dry matter) and relative average errors of 6,76 and 2.86 percent for Coité and Espada, respectively. The Oswin model was the second mathematical model that showed very close values to fit the GAB model.

Entalpia de inmrrsión de monolitos de carbón activado en solvente apolar / Immersin enthalppy of activated carbon monoliths in nonpolar solvent / Entlpia de inmerrsión de monolitos de carbon ativado em solvente apolar

En este trabajo se presentan los resultados obtenidos de la calorimetría de inmersión en benceno sobre monolitos de carbón activado tipo disco y panal, que se obtuvieron mediante activación química de cascara de coco con cloruro de zinc a diferentes concentraciones. Adicionalmente, las estructuras fueron caracterizadas por adsorción de N2 a 77 K. Las entalpías de inmersión determinadas se encuentran entre 73,5 y 164,2 Jg-1; con los datos de inmersión se calculó el área accesible y se comparó con el área obtenida mediante adsorción de N2 a 77K, encontrando una buena correlación. En todas las muestras se observó un aumento de la entalpía de inmersión en benceno con el área superficial, igualmente una disminución de la energía característica con el aumento del volumen de poro.

This work presents the results obtained from immersion calorimetry in benzene on activated carbon monoliths disc and honeycomb type that were obtained from coconut shell using chemical activation with zinc chloride at different concentrations. The structures were characterized by adsorption N2 at 77 K. The immersion enthalpies are between 73.5 and 164.2 Jg-1. Using immersion enthalpy data the accessible area was calculated and compared with the area obtained by N2 adsorption at 77K. A good correlation was found. In all the samples was observed an increase in the immersion enthalpy into benzene with the surface area. In addition there was a decrease in the energy characteristic with increasing pore volume.

Neste trabalho se apresentam os resultados obtidos da calorimetría de imersão em benzeno sobre monolitos de carvão ativado tipo disco e panal que se obtiveram mediante activação química de casca de coco com cloreto de zinco a diferentes concentrações. Adicionalmente as estruturas foram caracterizadas por adsorção de N2 a 77 K. As entalpías de imersão determinadas se encontram entre 73,5 e 164,2 Jg-1, com os dados de imersão se calculo o área acessível e se comparo com o área obtida mediante adsorção de N2 a 77K, encontrando uma boa correlação. Em todas as mostras se observo um aumento da entalpía de imersão em benzeno com o área superficial. Ademais se observou uma diminuição da energia característica com o aumento do volume de poro.

Entalpias de ineersión de telas de carbón activdo como parámetro de caracterizzación fisicoquímica / Immersion entalppies of activated carbon cloths as physical cemistry charactterization parameter / Entalpías de merrsão de telas de carvão activad com parámetro de caracterização fisico quimica

Se determinan las entalpias de inmersión de cinco telas de carbón activado en CCl4, H2O, y soluciones de NaOH y HCl 0,1 M. Los valores de área superficial de las telas se encuentran entre 243 y 848 m²g-1, y presentan una relación lineal con las entalpías de inmersión en CCl4. Las entalpías de inmersión de las telas de carbón están entre 5,49 y 42,3 Jg-1 para el CCl4 y entre 3,83 y 7,54 Jg-1 para el H2O. Las entalpías de inmersión en las soluciones se relacionan con los contenidos de grupos ácidos y básicos, y se encuentra que para el primer caso, al aumentar la entalpía de inmersión en NaOH, aumenta la acidez total. Se calcula el factor hidrofóbico a partir de las entalpías de inmersión en CCl4 y H2O, que indica la interacción del sólido con compuestos polares y apolares, y a la vez se relaciona con el pH PZC de cada muestra.

The immersion enthalpies of five activated carbon cloths in carbon, CCl4,H2O and NaOH and HCl 0.1 M solutions are determined. The surface area values of the cloths are between 243 and 848 m²g-1 and exhibit a linear relationship with the immersion enthalpies in CCl4. The immersion enthalpies of carbon cloths are between 5.49 and 42.3 Jg-1 for CCl4 and 3.83 and 7.54 Jg-1 for H2O. The immersion enthalpies in the solutions are related to the contents of acidic and basic groups and find that in the first case to increase the immersion enthalpy in NaOH increases the total acidity. Hydrophobic factor is calculated from the immersion enthalpies in CCl4 and H2O, that indicate the interaction with polar and apolar compounds, and also relates to pH PZC each sample.

Determinam-se as entalpías de imersão de cinco telas de carvão activado em CCL4HO , e soluções de NaOH e HCl 0,1 M. Os valores de área superficial das telas encontram-se entre 243 e 848 m²g-1, e apresentam uma relação lineal com as entalpías de imersão em CCl4. As entalpías de imersão das telas de carvão estão entre 5,49 e 42,3 Jg-1 para o CCl4 e entre 3,83 e 7,54 Jg-1 para o H2O. As entalpías de imersão nas soluções relacionam-se com os conteúdos de grupos ácidos e básicos e encontra-se que para o primeiro caso ao aumentar a entalpía de imersão em NaOH aumenta a acidez total. Calcula-se o factor hidrofóbico a partir das entalpías de imersão em CCl4 e H2O, que indica a interacção do sólido com compostos polares e apolares, e ao mesmo tempo se relaciona com o pH PZC da cada mostra.

Adsorção em carvão ativado em pó para remoção de microcistina de água de abastecimento público / Powdered activated carbon adsorption for microcystin removal from public water supply

A ocorrência de florações de cianobactérias em mananciais de abastecimento público prejudica a qualidade da água, podendo, inclusive, ocasionar a presença de cianotoxinas. A dificuldade de remover as cianotoxinas da água motivou o presente trabalho, cujo objetivo foi o de avaliar a remoção da cianotoxina microcistina empregando diferentes carvões ativados em pó (CAPs). Os CAPs foram caracterizados quanto ao número de iodo, granulometria, distribuição e volume de poros, além das isotermas de Freundlich. Os resultados mostraram que os CAPs de madeira apresentaram os maiores valores do número de iodo, capacidade máxima adsortiva (qe, máx) e volume de microporos secundários e mesoporos. A adequada caracterização do CAP é uma etapa importante na sua aquisição pelas estações de tratamento de água, pois índices isolados podem não avaliar corretamente o CAP.

The cyanobacterial bloom's occurrence in sources of public supplying harms water quality, even causing cianotoxins presence. The difficulty of the cianotoxins removal from the water has motivated the present work, which objective was to evaluate the removal of the cianotoxin microcystin through the use of different powdered activated carbons (PACs). The PACs were characterized according to its iodine number, granulometry, distribution and volume of pores, besides the Freundlich isotherms. The results showed that the wood PACs presented the highest values of iodine number, maximum adsorptive capacity (qe, max) and volume of secondary micropores and mesoporos. The adequate characterization of the PACs is an important stage in its acquisition by the water treatment plants, because isolated indices can not evaluate the PACs correctly.

Preparación de aarbones activados a partir de mteriales tejidos y caracterizacción estructural por adsorción y difracción de rayos x / Preparationand sstructural haracterization by x-ray diffraction of activatted carbon prepared from woven materilss / Preparaçã e caraacterizaço estructural por adsorção e difração de raios x do carbono ativado preparado com materiais tecidos

Se preparan telas de carbón activado, a partir de dos materiales tejidos de algodón, por activación química mediante impregnación en soluciones acuosas diluidas de ZnCl2, AlCl3 y H3PO4 y la posterior carbonización en atmósferas de nitrógeno y dióxido de carbono hasta una temperatura final de 850 °C . Se presentan los porcentajes de contracción y rendimiento así como los parámetros estructurales determinados por adsorción de N2 77 K, y se comparan con algunos parámetros cristalográficos determinados por difracción de rayos X. Las telas de carbón activado preparadas presentan áreas superficiales de 210 m2g-1 y 951 m2g-1 así como volúmenes de microporo de 0,09 cm3g-1 y 0,528 cm3g-1que permiten estudiar la influencia de los materiales de partida, el agente químico utilizado en la impregnación y la atmósfera de carbonización.

Activated carbon cloths are prepared by chemical activation of two woven materials of cotton, by the impregnation in diluted aqueous solutions of ZnCl2, AlCl3 and H3PO4 and the later carbonization in nitrogen and carbon dioxide atmosphere up to a final temperature of 850 °C . We report the percentage of contraction and yield as well as the structural parameters determined by adsorption of N2 77 K, and they are compared with some crystallographic parameters determined by X-ray diffraction. The prepared activated carbon cloths exhibit a superficial area of between 210 m2g-1 and 951 m2g-1, as well as micropore volumes 0,09 cm3g-1 and 0,528 cm3g-1 that allows to study the influence of the precursors, the chemical agent used as impregnant and the atmosphere of carbonization.

Os panos ativado de carbono são preparados por activação química de dois materiais tecidos do algodão, impregnando- thos em soluções aguadas diluídas de ZnCl2, AlCl3 e H3PO4 e carbonizando- lhos numas atmósfera de nitrogênio e de dióxido de carbono até uma temperatura final de 850 °C . Nós relatamos a porcentagem da contração e rendimento, assim como os parâmetros estruturais determinados pela adsorção do N2 77 K, e eles são comparados com alguns parâmetros cristalográficos determinados pela difração de raios X. Os panos preparados de carbono ativado exibem uma área superficial de 210 m2g-1 e 951 m2g-1 e volumes do micropore de 0,09 cm3g-1 e 0,528 cm3g-1 que permitem estudar a influência dos precursors, de agente químico usado como impregnante e a atmósfera de carbonição.

Preparación y crracterización de telas de carbó activado. influencia del materrial precursor de algoóón / Preparaton and ccharacterization of activated carbon infuence of the prrecursor of cotton / Preparação e caaacterização de tecidos de carvão ativado. a influência do material precursor do algoãão

Se preparan dos telas de carbón activado a partir de la activación química de textiles de algodón. La preparación de los materiales se lleva a cabo por medio de la impregnación de éstos en una solución 0,10 M de H3PO4 , seguida de una carbonización en atmósfera de dióxido de carbono hasta una temperatura final de 825°C. Se presentan los análisis termogravimétricos de las telas de partida que permiten ajustar las condiciones experimentales de carbonización así como los porcentajes de contracción y rendimiento de los materiales preparados, que se encuentran entre un 50% y 20% respectivamente. Las telas de carbón activado preparadas presentan áreas superficiales de 796 m² g-1 y 951 m² g-1 así como volúmenes de microporo de 0,416 cm³ g-1 y 0,528 cm³ g-1 . Un estudio calorimétrico de los sólidos preparados permite estimar que las entalpías de inmersión en tetracloruro de carbono son -4,66 J g-1 y -5,05 J g-1 respectivamente. Los resultados de un análisis por microscopia óptica de las telas preparadas también son presentados.

The present work reports the results of the preparation of two activated carbon cloths by chemical activation of cotton based fabrics. The preparation of the materials was achieved by its impregnation into a solution 0.10 M of H3 PO4 , followed by carbonisation in carbon dioxide atmosphere up to 825ºC . Thermal analysis of the precursor fabrics that allow to adjust the experimental conditions of carbonization are presented, as well as the contraction percentages and yield of the prepared materials that are respectively between 50% and 20% The activated carbon cloths prepared exhibit a superficial area of 796 m² .g-1 and 951 m² .g-1 , and micropore volume of 0.416 cm³ g-1 y 0.528 cm³ g-1 . A calorimetric study of the prepared solids allows to estimate that the immersion enthalpies in carbon tetrachloride are - 4.66 J g-1 and -5.05 J g-1 respectively. The optical microscopy results of the prepared cloths also are presented.

Nós relatamos os resultados da preparação de dois tecidos de carvões ativados pela ativação química da teia baseadas em algodão. A preparação dos materiais foi conseguida pela sua impregnação em uma solução 0.10 M de H3 PO4 , seguida pelo carbonização na atmosfera de dióxido de carbono até uma temperatura de análise de 825ºC . Análise térmica dos tecidos do precursor que reservam para ajustar as condições experimentais do carbonização são apresentadas, assim como as porcentagens da contração e o rendimento dos materiais preparados que estão entre 50% e 20% respectivamente. Os tecidos ativados preparados de carbono exibem uma área superficial de 796 e 951 m 2 g-1 , e um volume de microporo de 0.416 cm 3 g-1 y 0.528 cm³ g-1 . Um estudo calorimetrico dos sólidos preparados reserva para estimar que as entalpias da imersão no tetracloreto do carbono são -4.66 J g-1 e -5.05 J g-1 respectivamente. Os resultados pelo microscopia ótica dos tecidos preparados são apresentados também.

RELACION ENTRE LA ENTALPÍA DE INMERSIÓN DE UN CARBÓN ACTIVADO EN SOLUCIONES ACUOSAS DE Pb2+ Y LOS PARAMETROS DE ADSORCIÓN / THE RELATION BETWEEN IMMERSION ENTHALPY AND ADSORPTION PARAMETERS FOR AN ACTIVATED CARBON IN AQUEOUS Pb2+SOLUTIONS

Se prepara un carbón activado a partir de carbón mineral por impregnación con solución al 50% de ácido fosfórico, el cual presenta un área superficial de 586 m².g-1 y un volumen total de poro de 0,37 cm³g-1; en lo que respecta a características químicas el carbón activado presenta un mayor contenido de sitios ácidos, 0,92 meq g-1, que de sitios básicos, 0,63 meq g-1, que le proporcionan una característica aproximadamente neutra con un pHpzc de 7,4. La cantidad adsorbida de Pb2+ y la entalpía de inmersión en soluciones de a diferentes valores de pH, muestran que estos valores son máximos para pH 4 con valores de 15,7 mgg-1 y 27,6 Jg-1 respectivamente. Se establecen comportamientos semejantes de la entalpía de inmersión y la cantidad adsorbida en función del pH; y se obtienen relaciones del tipo función de segundo grado entre la constante de adsorción y la entalpía de inmersión y entre dicha constante y el pH de la solución.

We report the preparation of an activated carbon obtained by impregnation of mineral carbon samples with phosphoric acid solution (50%). The obtained material, exhibits a superficial area of 586 m².g-1 and a total pore volume of 0,37 cm³g-1. With respect to the chemical properties, the activated carbon shows an increased number of acidic sites (0,92 meq g-1) compared to basic sites (0,63 meq g-1 ) which yields a material with almost neutral characteristics (pHpzc: 7,4). At a pH: 4.0 the amount of Pb2+ absorbed and the immersion enthalpy values for the activated carbon reached maxima with values of 15.7 mg-1 y 27,6 Jg-1 respectively. It was established that similar behaviour occurs for the two properties, absorption and immersion enthalpy, as a function of pH. In addition, a second order function that relates the adsorption constant and immersion enthalpy, and the adsorption constant and pH of the solution are presented.