O Preparo de Carvão Ativado e Questionário

Preparo de Carvão Ativado

1 – Ativação do precursor

Vários materiais carbonáceos podem ser utilizados para a produção do carvão ativado. A ativação se faz por algum material desidratante como ZnCl2, H3PO4 e H2SO4, em contato com o precursor e em agitação. Cada agente ativante possui uma forma diferente de mecanismo de reação. Seguindo para uma posterior filtração e secagem.

Já realizado:

10 g de precursor em uma solução de 100ml de ZnCl2 a 20% por 24 horas em cerca de 120 a 130 rpm. Filtrado e secado a 105°C por 6 horas.

Pode-se mudar para testes:

- Precursor, sua quantidade e granulometria;

- Agente ativante e sua quantidade;

- Tempo e temperatura de ativação;

2- Pirólise/Carbonização

A pirólise irá degradar a matéria orgânica em altas temperaturas, em atmosfera inerte de N2. Para isto, coloca-se em uma barqueta de vidro ou cerâmica o material a ser pirolisado, seguindo para uma etapa de purga com N2 para remoção de oxigênio presente e em seguida a amostra é inserida no reator para a pirólise no tempo estipulado. Em alguns reatores é possível realizar uma curva de aquecimento.

Já realizado:

2 g do material a ser ativado, 15 minutos de purga com fluxo de 0,4 L/min de N2, e pirólise a 500°C por 30, 60 e 180 minutos.

Pode-se mudar para o teste:

- Tempo de purga bem como fluxo de N2;

-Temperatura e tempo da pirólise;

- A massa irá variar de acordo com o material que se deseja utilizar;

3 – Etapa pós-pirólise

Após a amostra esfriar, deve-se corrigir seu pH e dependendo do agente ativante, remover metais presentes no carvão. Para a remoção de metais utiliza-se uma solução de HCl, após isto, deve-se lavar a amostra com água destilada até pH próximo a 7, seguindo então para secagem a 105°C.

Já realizado:

Lavar a amostra com 50-100 mL de solução 1:1 HCl e secagem 105°C por 6-12 horas.

4 – Análise Cinética

Uma das formas para determinar a capacidade de adsorção é por meio da cinética de adsorção, adicionando o carvão em uma solução em agitação e retirando uma alíquota em determinados intervalos de tempo para determinação da concentração. Após a leitura pode-se classificar a cinética como pseudo-primeira ou pseudo-segunda ordem.

Já realizado:

200mg de carvão para 200 mL de solução azul de metileno (150g/L) sob agitação magnética por 3 horas, retirar alíquotas de 5 mL a cada 5 minutos nos primeiros 30 minutos, a cada 10 minutos entre 30 e 60 minutos e a cada 15 minutos até 180 minutos. As alíquotas foram centrifugadas e diluídas quando a leitura passou dos valores presentes na faixa de trabalho. Recomenda-se não retirar grandes alíquotas pois pode variar brutamente na relação carvão/solução.

Pode-se mudar para o teste:

- Solução a ser feita a cinética;

- Massa de carvão, volume e concentração da solução;

- Tempo de cinética;

- Tempo entre alíquotas;

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Possível questionário.

Pré-prática:

1 – O que é carvão ativado? Onde ele pode ser utilizado?

2 – Quais as matérias primas utilizadas para a produção de carvão ativado?

Pós-prática:

1 – Descreva os dois tipos de produção de carvão ativado existentes. Quais as diferenças entre os dois métodos? Qual pode ser considerado melhor?

2 – Descreva como funciona o fenômeno de adsorção. O que é adsorção física e adsorção química?