Produção de carvão ativado a partir de Eucalyptus dunnii para adsorção de corante azul de metileno

Abstract

RESUMO O carvão ativado é um adsorvente produzido através do processo de ativação física ou química, dando origem a um material com alta porosidade e grande área superficial, fundamental para remoção de contaminantes do meio ambiente. Diante disso, objetivou-se produzir carvão ativado a partir de Eucalyptus dunnii e aplicá-lo para adsorção do corante azul de metileno em meio aquoso. Destarte, o carvão ativado foi preparado mediante ativação física, utilizando como agente ativante o vapor d'água. Em seguida, realizadas caracterizações referentes ao rendimento gravimétrico em carvão ativado (RGCA), análise de área superficial (SBET), volume e diâmetro dos poros e microscopia eletrônica de varredura. Para avaliação da capacidade adsortiva foram realizados estudos de cinética e isotermas de adsorção, em diferentes concentrações do corante, e aplicados os modelos de isotermas de Langmuir e Freundlich. O material produzido apresentou RGCA de 15%, SBET igual a 532,32 m 2 g -1 e morfologia superficial porosa. Além disso, apresentou uma capacidade máxima de adsorção (qm) para o corante azul de metileno igual a 293,30 mg g -1 , se ajustando melhor ao modelo de Langmuir (monocamada). Dessa maneira, conclui-se que o material produzido obteve excelentes propriedades (texturais e adsortivas), sendo eficiente para adsorção do corante azul de metileno. Palavras-chave: Ativação física; eucalipto; remoção de contaminantes.ABSTRACT Activated carbon is an adsorbent produced through the process of physical or chemical activation, giving rise to a material with high porosity and large surface area, fundamental for removing contaminants in the environment. Accordingly, this study aimed to produce activated carbon from Eucalyptus dunnii and apply this activated carbon to adsorption of methylene blue dye in aqueous medium. Thus, activated carbon was prepared by physical activation, using water vapor as the activating agent. Then, we realized characterizations related to the gravimetric yield in activated carbon (GYAC), surface area analysis (SBET), pore volume and diameter and scanning electron microscopy. The adsorption capacity was evaluated from kinetic studies and adsorption isotherms at different concentrations of dye and Langmuir and Freundlich isotherm models were applied. The material produced had 15% GYAC, SBET equal to 532.32 m 2 .g -1 and porous surface morphology. In addition, the material presented a maximum adsorption capacity (qm) for the methylene blue dye equal to 293.30 mg.g -1 , adjusting better to the Langmuir (monolayer) model. Therefore, we concluded that the material produced excellent properties (textural and adsorptive), being efficient for adsorption of methylene blue dye.

Production, application and market of activated carbon in Brazil: a review

“…AC produced from forest biomass has a high potential for adsorption; therefore, this material application can be unlimited. Some studies already prove the efficiency and quality of these products (Danish et al 2014;Jang et al 2018;Morais et al 2019b).…”

Carvão ativado oriundo do mesocarpo do fruto da castanha de caju (Anacardium ccidentale) na remoção de corante em meio aquoso

“…Os dados para constante de espessura da camada limite (C) são satisfatórios. Segundo Morais et al (2019), este valor, fornece uma aproximação da espessura da camada limite, com efeito diretamente proporcional, ou seja, quanto maior a taxa para constante(C), mais elevado será o efeito da camada limite.…”

A utilização de resíduos agroindustriais para adsorção do corante azul de metileno: uma breve revisão / The use of agro-industrial waste for adsorption of the blue dye of methylene: a brief review

“…sob a condição de carvão ativado, obtendo valores superiores de adsorção (81 mg g -1 ). Além de serragem, outros resíduos de madeira também podem ser pesquisados nesse sentido, como a madeira de Eucalyptus dunnii, que apresentou capacidade adsortiva de 293,30 mg g -1 (MORAIS et al, 2019).…”

“…No entanto, quando ativados, estes passam por um processo que envolve tratamento térmico e/ou químico. No processo de ativação física, há a eliminação de impurezas através da pirólise, no intuito de obter um produto final com uma estrutura constituída basicamente por carbono, além disso, o material é submetido a uma gaseificação parcial utilizando agentes oxidantes como CO2 e vapor d'água (COUTO et al, 2012;MORAIS et al, 2019).…”

“…Tais agentes atuam na desidratação, influenciando na decomposição pirolítica e inibindo a formação de alcatrão, o que aumenta o rendimento de carbono. Além disso, a ativação química possui primazia, tendo em vista que a temperatura de pirólise é menor, possui maior rendimento de carvão, bem como maior obtenção de material com maior área superficial específica (COSTA et al, 2015;MORAIS et al, 2019).…”