Carvão ativado a partir de resíduos de bambu (Bambusa vulgaris) utilizando CO2 como agente ativante para adsorção de azul de metileno e fenol

Gregório Mateus Santana, Paulo Fernando Trugilho, Willian Miguel da Silva Borges, Maria Lucia Bianchi, Juarez Benigno Paes, João Rodrigo Coimbra Nobre, Rayssa de Medeiros Morais

Resumo


Resíduos de bambu (Bambusa vulgaris) foram utilizados como matéria-prima para a produção de carvão ativado (CA). Os materiais foram coletados e transformados em CA mediante processos de carbonização (500ºC, 1,67 ºC min-1, 60 min) e ativação (800 ºC, 10 ºC min-1, 60 min) com CO2 (100 mL min-1). O material obtido (CA CO2) foi caracterizado pelo seu rendimento, análise elementar, teor de cinzas, índices de azul de metileno e de iodo, área superficial (SBET), método titulométrico de Boehm, microscopia eletrônica de varredura e utilizado como adsorvente para remoção dos contaminantes azul de metileno e fenol. Os modelos de isotermas de Langmuir e de Freundlich foram selecionados para entender o processo de adsorção. O CA CO2 produzido apresentou rendimento de 21,6%, teor de carbono de 82,13% e SBET de 856,78 m2 g-1, apresentando uma remoção rápida e elevada capacidade de adsorção para o azul de metileno (298,82 mg g-1) e fenol (558,29 mg g-1).


Palavras-chave


Ativação física; Desenvolvimento de adsorvente; Aplicações ambientais

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Referências


AHMAD, F. et al. Cocoa (Theobroma cacao) shell-based activated carbon by CO2 activation in removing of Cationic dye from aqueous solution: Kinetics and equilibrium studies. Chemical Engineering Research and Design, Amsterdam, v. 90, n. 10, p. 1480-1490, out. 2012.

AMAYA, A. et al. Activated carbon briquettes from biomass materials. Bioresource Technology, Amsterdam, v. 98, n. 8, p. 1635-1641, may 2007.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8112: carvão vegetal - análise imediata. Rio de Janeiro, 1986. 5 p.

AVELAR, F. F. et al. The use of piassava fibers (Attalea funifera) in the preparation of activated carbon. Bioresource technology, Amsterdam, v. 101, n. 12, p. 4639-4645, jun. 2010.

BOEHM, H. P. Some aspects of the surface chemistry of carbon blacks and other carbons. Carbon, [S.l.], v. 32, n. 5, p. 759-769, 1994.

BORGES, W. M. S. Avaliação do potencial de carvões ativados (pó e briquetados) produzidos a partir de resíduos de madeira na adsorção de poluentes. 2014. 91 f. Dissertação (Mestrado em

Agroquímica) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2014.

BORGES, W. M. S. et al. Produção, caracterização e avaliação da capacidade adsortiva de carvões ativado em forma de briquete. Revista Matéria, Rio de Janeiro, v. 21, n. 4, p. 930-942, 2016.

BRUM, S. S. et al. Preparação e caracterização de carvão ativado produzido a partir de resíduos do beneficiamento do café. Química Nova, São Paulo, v. 31, n. 5, p. 1048-1052, jul. 2008.

CARVAJAL-BERNAL, A. M. et al. Adsorption of phenol and 2, 4-dinitrophenol on activated carbons with surface modifications. Microporous and Mesoporous Materials, Amsterdam, v. 209, p. 150-156, jun. 2015.

CHEN, L.; XING, L.; HAN, L. Renewable energy from agro-residues in China: solid biofuels and biomass briquetting technology. Renewable e Sustainable Energy Reviews, Amsterdam, v. 13,

n. 9, p. 2689-2695, dez. 2009.

COUTO, G. M. et al. Use of sawdust Eucalyptus sp. in the preparation of activated carbons. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 36, n. 1, p. 69-77, jan./fev. 2012.

DENG, S. et al. Enhanced adsorption of perfluorooctane sulfonate and perfluorooctanoate by bamboo-derived granular activated carbon. Journal of hazardous materials, Amsterdam, v. 282, p. 150-157, jan. 2015.

HUANG, Y. P. et al. Optimization of highly microporous activated carbon preparation from Moso bamboo using central composite design approach. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, Amsterdam, v. 50, p. 266-275, may 2015.

HÚMPOLA, P. et al. Activated carbons obtained from agro-industrial waste: textural analysis

and adsorption environmental pollutants. Adsorption, [S.l.], v. 22, n. 1, p. 23-31, jan. 2016.

KLEINLEIN, W. A. et al. Caracterização energética de bambu. In: SEMINÁRIO NACIONAL DO BAMBU: CONSOLIDAÇÃO DA REDE BRASILEIRA DO BAMBU, 2., 2010, Rio Branco.Anais... Rio Branco: [s.n.], 2010.

NOBRE, J. R. C. et al. Produção de carvão ativado de resíduo madeireiro da região Amazônica. Scientia Forestalis, Piracicaba, v. 43, n. 108, p. 895-906, dez. 2015.

PEREIRA, E. I. Produção de carvão ativado a partir de diferentes precursores utilizando FeCl3 como agente ativante. 2010. 72 f. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) - Universidade

Federal de Lavras, Lavras, 2010.

PEREIRA, M. A. R.; BERALDO, A. L. Bambu de corpo e alma. Bauru: Canal 6, 2008. 240 p.

RIBEIRO, A. S. Carvão de bambu como fonte energética e outras aplicações. Maceió: Instituto do Bambu, 2005. 190 p.

SKAAR, C. Wood-water relations. New York: Springer, 1988. 283 p.

SUHARTINI, S.; HIDAYAT, N.; WIJAYA, S. Physical properties characterization of fuel briquette made from spent bleaching earth. Biomass and Bioenergy, Amsterdam, v. 35, n. 10, p. 4209-4214,

out. 2011.

VILELLA, P. C. et al. Preparation of biomass-based activated carbons and their evaluation for biogas upgrading purposes. Industrial Crops and Products, Amsterdam, v. 109, p. 134-140, dez.




DOI: http://dx.doi.org/10.5902/1980509828648