PRODUÇÃO DE CARVÃO ATIVADO QUIMICAMENTE COM Al2(SO4)3 E REMOÇÃO DE CONTAMINTE ORGÂNICO

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Ambiental

Autores

Costa Junior, S.S. (UFPB) ; Mangueira, E.S.V. (UFPB) ; Bezerra, A.F. (UFPB) ; Ferreira, S.G. (UFPB) ; Silva, A.S. (UFPB)

Resumo

O processo de remoção de substâncias em meio aquoso, através da aplicação de materiais com grande capacidade adsorvente vem sendo cada vez mais estudo. Sendo assim, esse trabalho investigou a produziu um carvão ativado quimicamente com sulfato de alumínio para estudar sua eficiência na remoção de um poluente orgânico. O carvão obtido foi caracterizado quanto a sua SBET e aplicado testes de adsorção em equipamento de Jar-Test. Os resultados mostraram que após ativação houve a formação de poros na superfície do carvão e que tal fator contribuiu para a adsorção do poluente Ftalocianina verde em meio aquoso.

Palavras chaves

carvão; adsorção; poluente

Introdução

A contaminação das nascentes por efluentes domésticos e industriais vem sendo uma ameaça grave para o ambiente, visto a utilização de grandes volumes de água por parte dos processos industriais (LIMA et al., 2008). Nos últimos anos, tem- se observado um crescente interesse dos grupos de pesquisa por processos de remoção de substâncias em meio aquoso, através da aplicação de materiais com grande capacidade adsorvente (CORTEZ et al, 2008; GONZÁLES et al, 2009). O carvão ativado (CA) é o mais conhecido deles e vem sendo utilizado em larga escala em todo o mundo. As propriedades desse material adsorvente dependem da matéria-prima, do processo e do tempo de ativação utilizados (YUSO et al., 2013). Dessa forma, esse trabalho teve o objetivo de produzir um carvão ativado utilizando o endocarpo de coco da baía ativado quimicamente com sulfato de alumínio e estudar a sua eficiência no processo de adsorção do corante líquido Ftalocianina verde.

Material e métodos

A matéria prima (endocarpo) foi coletada a partir de rejeitos de padarias do comércio, localizado na cidade de João Pessoa – Paraíba. O material foi triturado por meio de um moinho de martelo na granulometria 2,36mm. A matéria prima foi impregnada com Al2(SO4)3 na proporção 2:1 em massa (g/g). A mistura foi aquecida por 40 minutos a uma temperatura de 100 0C. Em seguida pirolisada em forno elétrico rotativo (CHINO) a 780°C, com razão de aquecimento entre 10ºC/minuto, sob fluxo de N2 constante de 15 L/h. Terminada esta programação, o carvão foi lavado para eliminar o excesso do ácido e seco em estufa (QUIMIS), a 110ºC, por 48 horas. O carvão obtido foi nomeado de CAQ21. O carvão preparado foi caracterizado por adsorção de N2 a 77 K, utilizando o instrumento da MICROMERITICS, modelo ASAP 2020. A estimativa da capacidade de adsorção do contaminante orgânico Ftalocianina verde, pelo carvão foi determinada através do percentual de remoção. Neste experimento, reatores estáticos “Jar-Test” foi utilizado contendo 200 ml ml de solução do poluente na concentração de 1ml/L misturados cada jarro a 0,25g; 0,5g; 0,75g 1,0g; 1,25g de CA a temperatura ambiente. Após 24 horas de contato, o sobrenadante foi separado por centrifugação. O teor do poluente adsorvido foi obtido pela diferença de absorbância do corante antes e após a adsorção pelo CA. As medidas de absorbâncias foram realizadas por espectrofotometria na região do UV-vis no comprimento de onda igual a 638nm.

Resultado e discussão

A isoterma de adsorção de nitrogênio do carvão ativado proveniente do endocarpo de coco da baia CAQ21 é apresentada na Fig.(1). Verificou-se que a isoterma do CAQ21 apresentou a uma quantidade de gás N2 adsorvido de 147 a 166 cm3.g-1. De acordo com a classificação originalmente proposta por Brunauer, Emmet e Teller (BET) apresentada em Soares (2001), a isoterma de adsorção-dessorção possui característica de isoterma do tipo I, ou seja, estão relacionadas à adsorção em microporos com superfície externa relativamente pequena onde ocorre a adsorção em monocamada (ROUQUEROL et al., 1999). A área superfícial específica BET apresentou 513 m2.g-1 com área de microporo de 0,201654 cm3.g-1 e volume de microporos de 432 m2.g-1. A Tabela(1) mostra os valores de concentração do poluente antes e depois do tratamento para as diferentes concentrações do carvão em estudo. Sendo assim, pode-se observar que os valores máximos de adsorção do poluente encontrados foram (0,4823 e 0,492), com percentual de remoção (82 e 83%) respectivamente para as amostras que foram tratadas com 1,0 e 1,25g de carvão. Levando em consideração a razoável área superficial (513 m2.g-1) obtida no processo de ativação com sulfato de alumínio, sua capacidade de remoção do corante é favorável quando comparada com a capacidade de remoção de um carvão ativado comercial, que apresenta capacidade de remoção de aproximadamente de 150 m2.g-1. Esses resultados podem ser justificados pela afinidade química entre a superfície e o adsorbato, visto que para Serdy et al., (2008), além da área superficial outros fatores podem ser preponderantes no processo de adsorção, tais como, a afinidade entre a superfície e o adsorbato e a dimensão dos poros envolvidos explicando desta forma a capacidade de remoção do poluente em estudo.

Conclusões

Os resultados mostraram que o carvão ativado quimicamente com sulfato de alumínio resulta em uma área superficial razoável e que tal fator pode estar atrelado ao processo de remoção do poluente orgânico, em que o percentual de remoção de até 83%. Portanto, pode-se concluir que o CAQ21, possui alto potencial no processo de remoção de poluente aquoso podendo ter sua aplicabilidade em ações ambientais.

Agradecimentos

Ao CNPq e UFPB pelo apoio financeiro e ao LCA-UFPB pelo suporte técnico.

Referências

CORTEZ, L.A.B.; LORA, E.E.S.; GÓMEZ, E.O. Biomassa para energia. Campinas, SP. Editora da UNICAMP, 2008.
GUO, Y.; ROCKSTRAW, D. A., Physical and chemical properties of carbons synthesized from xylan, cellulose, and Kraft lignin by H3PO4 activation, Carbon, 44: 1464, 2006.
LIMA, V. L. A. d.; CHAVES, L. H. G. Qualidade da água. In: LIMA, V. L. A. d.; BARACUHY, J. G. de V.; MEIRA FILHO, A. da S. A qualidade da água. 1. ed. Campina Grande: Gráfica Agenda, 2008. cap. 1, p. 12-23.
SERDY, M.; HULICOVA-JURCAKOVA, D.; LU, G. Q.; BANDOSZ, T. J. Surface functional groups of carbons and the effects of their chemica character, density and accessibility to ions on electrochemical performance. Carbon, Oxford, v. 46, n. 11, p. 1475-1488, sept. 2008.