PRODUÇÃO DE CARVÃO ATIVADO A PARTIR DO PECÍOLO DO BABAÇU

PRODUÇÃO DE CARVÃO ATIVADO A PARTIR DO PECÍOLO DO BABAÇU

Gilson Ugarte Bonardi, Giulyane Felix de Oliveira e Cláudio Teodoro de Carvalho

Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia (FACET), Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD), Rodovia Dourados - Itahum, km 12 Caixa Postal - 364. CEP: 79.804-970 - Dourados MS.

E-mail do autor correspondente: [e-mail]

Resumo

A produção de vestuários, recipientes plásticos, tintas e outros produtos, muitas vezes são tingidos por tintas e corantes, para mudar sua cor e deixá-los mais atrativos para venda. Entretanto há ocasiões que são descartados sem tratamento no meio ambiente, não obedecendo às leis vigentes do país. Uma das alternativas para o tratamento destes efluentes contendo corantes é a utilização do carvão ativado, visando isso o determinado trabalho apresenta a produção de carvão ativado a partir de uma matéria prima barata, o pecíolo da folha da palmeira babaçu, um produto eficiente para a descontaminação e tratamento de resíduos. Em especifico averiguar sua capacidade adsortiva para o corante catiônico azul de metileno e testar sua estabilidade térmica. Obtendo então resultados satisfatórios quanto à adsorção, na proporção de 1:2 a 500ºC.

Palavras chave: ativação química, análise térmica, isoterma de adsorção.

Abstract

The production of garments, plastic containers, paints and other products often are colored paints and dyes to change their color and make them more attractive for sale. However, it has occasions that they are discarded without treatment in the environment, not obeying the effective laws of the parents. One alternative for the treatment of these effluents containing dyes is the use of activated carbon, in order that the given work presents the activated carbon production from an inexpensive raw material, the petiole of the babassu palm leaf, an efficient product for decontamination and waste management. In specific ascertain their adsorption capacity for methylene blue cationic dye and test its thermal stability. Getting then resulted satisfactory how much the adsorption, in the ratio of 1:2 500ºC.

Keywords: chemical activation, thermal analysis, adsorption isotherm.

1.Introdução

O carvão ativado é um dos principais compostos mais utilizados para descontaminação de efluentes contendo compostos orgânicos e inorgânicos, devido sua alta eficiência em adsorção. Ele é amplamente utilizado por sua capacidade de remoção de íons metálicos e afinidade por compostos poluentes, como agrotóxicos, corantes orgânicos, entre outros [1,2]. As principais características que fazem do carvão ativado um eficiente adsorvente são: a elevada área superficial, porosidade interna altamente desenvolvida e os grupos funcionais que estão presentes em sua superfície [3].

A fim de reduzir o custo da produção do carvão ativado, precursores baratos e facilmente disponíveis, tais como resíduos de biomassa, agricultura e industriais têm se mostrado matérias-primas promissoras para a produção de carvões ativados por causa da sua disponibilidade bem como o baixo custo. Eles podem ser utilizados para a produção de carvão ativado com uma capacidade de adsorção elevada, uma resistência mecânica considerável e baixo teor de cinzas [4]. Nesse sentido, uma alternativa de resíduo de biomassa que pode ser utilizado como fonte renovável para produção de carvão ativado, é o pecíolo da folha da palmeira Babaçu, que é um precursor atrativo, pois, apresenta um elevado teor de material carbonáceo, é barato e ainda é encontrado acessível e abundantemente.

O carvão ativado pode ser produzido basicamente por dois métodos: ativação química e ativação física. Durante a ativação física, a matéria-prima é carbonizada na presença de vapor de água, dióxido de carbono ou ar, em que são necessárias uma temperatura elevada e tempo longo. Com a penetração das moléculas de vapor no interior dos poros do material, o volume dos mesmos aumenta, aumentando deste modo a área superficial do carvão [5]. Na ativação química, o material a ser ativado é impregnado com substâncias químicas antes da pirólise, como o ácido fosfórico, hidróxido de potássio, cloreto de zinco, dentre outros, o que pode produzir carvões ativados com maior rendimento e estrutura de poros mais desenvolvida enquanto a temperatura de operação e tempo são mais baixos do que os de um processo físico. Podendo alterar significativamente as características do carvão produzido [6,7]. Entre os vários reagentes químicos, KOH é amplamente utilizado porque pode resultar em carvões ativados com estrutura microporosa definida e no aumento da área superficial específica [8].

O objetivo do presente trabalho é a produção de carvão ativado utilizando material alternativo de baixo custo, pecíolo da folha da palmeira babaçu, empregando o processo de ativação química, utilizando o agente ativante hidróxido de potássio, e a avaliação da capacidade adsortiva do material utilizando corante catiônico (azul de metileno).

2.Parte Experimental

2.1.Preparo da matéria prima

        Para a produção do carvão ativado no determinado trabalho, utilizou-se o pecíolo da folha do babaçu (Orbignya speciosa), dela foi retirado sua bainha e seu limbo, sobrando então seu pecíolo, dele foram retiradas as fibras externas. Após a retiragem das fibras o pecíolo foi cortado em partículas menores, em seguida moído em um moinho de facas. Sendo peneirado em peneira de abertura de 0,30 mm, para a obtenção do pó em espessura homogênea.  

2.2.Ativação química e carbonização

        O método utilizado para a produção do carvão ativado foi a ativação química utilizando-se como agente ativante, o reagente hidróxido de potássio.

As amostras de matéria-prima foram impregnadas com soluções de hidróxido de potássio obedecendo às proporções 1:0,5; 1:1 e 1:2 de matéria prima/ agente ativante relação m/m. Após a impregnação, as amostras foram mantidas por 24 horas em estufa a 110 °C.

        Da estufa as amostras já impregnadas foram colocadas dentro do forno tubular, que logo foi inserido na mufla sobre atmosfera inerte de nitrogênio (N2), com vazão de 20 mL min-1, sobre o período de 3 horas na temperatura de 500ºC.