Produ??o de carv?es ativados preparados a partir de diferentes materiais precursores

• Autor(es): Morais, Rayssa de Medeiros
• Data: 2018
• Origem: Oasisbr
• Assunto(s): Activated carbon; Adsorption; Water treatment; Carv?o ativado; Adsor??o; Tratamento de ?gua; Recursos Florestais e Engenharia Florestal
• Tipo de Documento: Dissertação de mestrado
• Idioma: Português

Descrição

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CNPq

This study had as an objective to produce activated carbon (ACs) from Bambusa vulgaris, Eucalyptus dunnii and endocarp of Cocos nucifera; characterize the materials produced and evaluate their potential for adsorption of the methylene blue compound, contaminant of the textile industry. For this, activated carbon was produced via physical, using the water vapor as the activating agent. BET surface area (SBET), scanning electron microscopy (SEM), Boehm titration method (BOEHM), point of zero charge (pHpzc) and thermogravimetric analysis (TGA) were characterized. In order to evaluate these materials application, adsorption studies were performed with a contaminant from the textile industry, the methylene blue dye which was considered as a model compound for several adsorption studies. The precursors studied have produced excellent ACs which can be used as adsorbents in aqueous media. The ACs produced from bamboo and eucalyptus obtained superior performance to that produced from the coconut endocarp, which was used as a quality comparative in this study. All the ACs showed very close characteristics, but the activated carbon of bamboo and eucalyptus had better performance with a SBET superior than 500 m2 g-1, removal percentage above 90% at equilibrium time and maximum adsorption capacity around of 300 mg g-1. The three ACs produced obtained pHpzc from 7.0 to 7.5, presented predominance of acidic groups on their surface, mainly the carboxylic groups, and the analysis of the obtained micrographs showed a porosity development due to the activation. The materials have shown good thermal stability, and the regeneration process is possible with small mass losses. Although the bamboo AC has SBET superior to the eucalyptus AC, this did not guarantee that it obtained better performance in adsorption kinetics for the methylene blue, which confirms that other factors such as pore size influence the adsorption process. The bamboo and eucalyptus ACs fit better to the Langmuir model (monolayer), while the coconut AC to the Freundlich (multilayer) model. Finally, it is concluded that the different precursors studied allowed the activated carbons production with excellent textural and adsorptive characteristics; and further studies should be conducted to improve even more the qualities.

Este estudo teve por objetivo produzir carv?es ativados (CAs) a partir de Bambusa vulgaris, Eucalyptus dunnii e endocarpo do Cocos nucifera; caracterizar os materiais produzidos e avaliar seu potencial para adsor??o do composto azul de metileno, contaminante da ind?stria t?xtil. Para isso, foram produzidos carv?es ativados por via f?sica, utilizando como agente ativante o vapor d??gua. Os mesmos foram caracterizados por ?rea superficial BET (SBET), microscopia eletr?nica de varredura (MEV), m?todo titulom?trico de Boehm (BOEHM), pH do ponto de carga zero (pHPCZ) e an?lise termogravim?trica (ATG). Com finalidade de avaliar a aplica??o destes materiais foram realizados estudos de adsor??o com um contaminante da ind?stria t?xtil, o corante azul de metileno, sendo este tido como um composto modelo para diversos estudos de adsor??o. Os precursores estudados produziram excelentes CAs que podem ser utilizados como adsorventes em meio aquoso. Os CAs produzidos a partir de bambu e eucalipto obtiveram desempenho superior ao produzido a partir do endocarpo de coco, que foi usado como comparativo de qualidade neste estudo. Todos os CAs apresentaram caracter?sticas muito pr?ximas, por?m os carv?es ativados de bambu e de eucalipto obtiveram um melhor desempenho com uma SBET superior a 500 m2 g-1, percentual de remo??o acima de 90% no tempo de equil?brio e capacidade m?xima de adsor??o por volta de 300 mg g-1. Os tr?s CAs produzidos obtiveram pHPCZ entre 7,0-7,5, apresentaram predomin?ncia de grupos ?cidos em sua superf?cie, principalmente os grupos carbox?licos, e pela an?lise das micrografias obtidas apresentaram um desenvolvimento da porosidade devido ? ativa??o. Os materiais mostraram possuir boa estabilidade t?rmica, e o processo de regenera??o ? poss?vel, com pequenas perdas de massa. Apesar do CA de bambu possuir SBET superior ao CA de eucalipto, isto n?o garantiu que o mesmo obtivesse melhor desempenho na cin?tica de adsor??o para o azul de metileno, o que confirma que outros fatores como o tamanho de poros influenciam o processo de adsor??o. Os CAs de bambu e eucalipto se ajustaram melhor ao modelo de Langmuir (monocamada), enquanto o CA de coco ao modelo de Freundlich (multicamada). Por fim, conclui-se que os diferentes precursores estudados propiciaram a produ??o de carv?es ativados com excelentes caracter?sticas texturais e adsortivas; e a posteriori novos estudos devem ser conduzidos para aprimorar ainda mais essas qualidades.