PRODUÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE CARVÃO ATIVADO OBTIDO A PARTIR DA TORTA DE BURITI (Mauritia flexuosa)

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Materiais

Autores

Silva, V.Q. (IFNMG) ; Veloso, S.F. (IFNMG) ; Brandão, A.C.T. (IFNMG) ; Dias, L.L. (IFNMG) ; Silva, R.G.C. (IFNMG)

Resumo

O presente estudo teve como objetivo produzir e caracterizar carvão ativado oriundo da carbonização de torta de buriti. Foram realizados testes físico- químicos com o carvão produzido e ativado quimicamente com ácido fosfórico para a determinação do teor de umidade, cinzas, pH, porosidade, características ácido- base de superfície, ponto de carga zero e espectroscopia do infravermelho. A torta de buriti mostrou-se um precursor adequado para a produção de carvão ativado apresentando um bom rendimento, baixo teor de umidade e de cinzas. Além disso, o carvão apresentou estrutura microporosa bastante desenvolvida o que o torna promissor na adsorção de partículas pequenas e gases. Já a quantidade de mesoporos encontrada foi mediana indicando adsorção satisfatória para corantes.

Palavras chaves

caracterização; buriti; carvão ativado

Introdução

Os problemas ambientais, relacionados ao aumento da atividade industrial, têm se tornado cada vez mais críticos e frequentes. Os métodos tradicionais utilizados para tratamento de efluentes como oxidação, coagulação, processos com membranas têm custos elevados, sendo a adsorção um dos métodos mais utilizado (SOUZA, 2013). O carvão ativado (CA) é amplamente utilizado como adsorvente em uma gama de processos, em escala comercial, este é produzido principalmente com madeiras do pinus e do eucalipto (matérias primas da indústria de papel e celulose) e a partir do endocarpo do coco-da-baía. (WERLANG et al., 2013). O estudo de precursores de outras fontes que apresentem alta eficiência e baixo custo têm se tornado cada vez mais frequente. O buriti é uma das plantas símbolo do cerrado e com grande diversidade de uso. Entretanto, ainda são poucas as alternativas que visam o reaproveitamento da torta proveniente da extração mecânica de seu óleo. Esta, por ser rica em compostos orgânicos, apresenta potencial para a produção de CA, além de ser uma matéria-prima de baixo valor agregado e sem destinação definida. (SAMPAIO e CARRAZZA, 2012). Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo produzir e caracterizar o carvão ativado proveniente da torta de buriti.

Material e métodos

A torta de buriti foi fornecida pela cooperativa Grande Sertão da cidade de Montes Claros-MG e é o resíduo proveniente da extração mecânica do óleo da fruta de Buriti. Para a produção do carvão, 50 g de matéria prima foi pesada, cominuida e umidecida com 33,3 mL de ácido fosfórico 10% (v/v). Após 2 h de ativação, o material foi carbonizado em forno mufla à temperatura de 700°C por 2 horas e peneirado a 60 mesh da série Tyler. O teor de umidade foi determinado a partir da pesagem de 3,0 g de amostra em placas de vidro, as amostras foram mantidas em estufa a 105°C, até peso constante (IAL, 2008). Para determinação do pH em suspensão foi pesado 0,05 g de carvão e colocada em contato com 5 mL de água deionizada. A mistura foi aquecida por 5 min e resfriada até temperatura ambiente. Sequencialmente, adicionou-se à mistura mais 5 mL de água deionizada e por fim foi medido o pH em suspensão. A análise para mesoporosidade foi feita conforme descrito por Moletta (2011). A microporosidade foi avaliada pela determinação do nº de iodo e foi realizada com base na norma ABNT MB-3410. Para a determinação do PCZ foram adicionados em béqueres 10 mL de água destilada a 10 mg do CA fazendo um ajuste em 11 diferentes faixas de pH (1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11 e 12). A amostra contendo o carvão permaneceu sob agitação por 24 horas e então, foi medido o pH final da solução utilizando um medidor de pH. Os grupos funcionais ácidos e básicos foram determinados utilizando uma adaptação do método proposto por Boehm (1994). Os espectros no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) das amostras foram obtidos utilizando Espectrofotômetro da UFMG – Campus Belo Horizonte.

Resultado e discussão

Os resultados obtidos na caracterização do CA encontram-se na Figura 1. O rendimento do CA foi bastante similar ao encontrado na literatura para outros materiais precursores. Moletta (2011), por exemplo, obteve rendimentos de 25 e 23% na produção de CA usando batata e mandioca. O teor de umidade encontrado está próximo ao obtido por Mangueira (2014), para CAs produzidos a partir de endocarpo do coco da baía (2,77%). O pH normalmente segue as características do agente ativante utilizado, como neste trabalho utilizou-se H3PO4, o pH encontrado condiz com o esperado, já que é ácido. Cabuim (2009), utilizando H3PO4 obteve um pH=3,51 na produção do CA de endocarpo de coco. A adsorção da molécula de iodo fornece informações sobre a microporosidade do CA. Neste estudo, o valor obtido foi consideravelmente alto quando comparado aos encontrados por Baçaoui (2001), para carvões de caroço de azeitona ativados fisicamente com variações entre 741 a 1495 mg de I2/g de CA. Os mesoporos apresentam extrema importância para a adsorção de moléculas grandes, como os corantes. Neste trabalho, encontrou-se um valor mediano quando comparado aos obtidos por Baçaoui (2001), que foram entre 115 e 373 mg de azul/g de CA. O PCZ é o pH em que a superfície do CA possui carga neutra; a adsorção de cátions é favorecida quando o pH da solução é maior que o PCZ e de ânions para valores de pH menores que o PCZ. A Figura 2 apresenta o espectro no infravermelho para o CA. A banda em torno de 3318/cm é atribuída ao estiramento do grupo OH. As vibrações em torno de 2922/cm representam ligações C-H de hidrocarbonetos, o pico a≈1700/cm é referente ao estiramento C=O e é indicativo de grupos carboxílicos. Na região 2500-2225/cm são referentes as ligações P-H e em 795- 650/cm referentes a C-P(PUZIY et al., 2005).

Resultados dos testes físico-químicos de caracterização do Carvão Ativado oriundo da carbonização da torta de Buriti.


Espectro no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) do carvão produzido a partir da torta de Buriti(Mauritia flexuosa)

Conclusões

A torta de buriti mostrou-se um bom precursor para o carvão ativado. A caracterização físico-química do seu carvão ativo apresenta boas condições adsortivas, sendo baixos os teores de umidade e cinzas. Além disso, a amostra de carvão apresentou uma estrutura microporosa bastante desenvolvida o que o torna promissor para a adsorção de gases e materiais de moléculas pequenas. Sua estrutura mesoporosa mediana indica que pode haver a adsorção satisfatória de corantes.

Agradecimentos

Ao Instituto Federal do Norte de Minas Gerais, campus Montes Claros, e ao Programa PIBIC/IFNMG pelo auxílio à pesquisa.

Referências

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