Produção e desempenho de carvão ativado fisicamente a partir de Bambusa vulgaris

Rayssa de Medeiros Morais; Gregório Mateus Santana; Roberto Carlos Costa Lelis; Juarez Benigno Paes; Maria Vanessa Egger Schueler; Fernanda Lago Morbeck

doi:10.4336/2019.pfb.39e201801668

Autores

Rayssa de Medeiros Morais Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro https://orcid.org/0000-0003-4384-4134
Gregório Mateus Santana Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro http://orcid.org/0000-0003-4682-6513
Roberto Carlos Costa Lelis Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro https://orcid.org/0000-0003-2923-3839
Juarez Benigno Paes Universidade Federal do Espirito Santo https://orcid.org/0000-0003-4776-4246
Maria Vanessa Egger Schueler Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro https://orcid.org/0000-0002-3968-402X
Fernanda Lago Morbeck Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro https://orcid.org/0000-0002-5262-1154

DOI:

https://doi.org/10.4336/2019.pfb.39e201801668

Palavras-chave:

Adsorventes, Bambu, Gestão de recursos

Resumo

Foi produzido carvão ativado (CA) a partir de Bambusa vulgaris para avaliar seu potencial para adsorção do corante azul de metileno (AM). O CA foi preparado mediante ativação física direta, utilizando como agente ativante o vapor d´água sendo caracterizado quanto ao rendimento gravimétrico em CA, pH do ponto de carga zero, método titulométrico de Boehm, análise de área superficial, volume e diâmetro dos poros e da morfologia superficial. Para aplicação do CA realizou-se estudos de cinética e isotermas de adsorção, tendo aplicados modelos de isotermas de Langmuir e Freundlich. O material produzido apresentou área superficial de 684,69 m² g^-1, pH do ponto de carga zero de 7,32 e predominância de grupos ácidos em sua superfície. Pela análise da micrografia foi possível verificar o desenvolvimento da porosidade do material devido Ã ativação. A capacidade máxima de adsorção para o corante AM foi de 301,07 mg g^-1 com melhor ajuste ao modelo de Langmuir. O CA obtido a partir de Bambusa vulgaris apresentou excelentes propriedades texturais e adsortivas, sendo eficiente na adsorção do corante azul de metileno.

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Biografia do Autor

Rayssa de Medeiros Morais, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

http://lattes.cnpq.br/6301026648112484

Gregório Mateus Santana, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

http://lattes.cnpq.br/6915291497365306

Roberto Carlos Costa Lelis, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

http://lattes.cnpq.br/5175502780570226

Juarez Benigno Paes, Universidade Federal do Espirito Santo

http://lattes.cnpq.br/3454401627877927

Maria Vanessa Egger Schueler, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

http://lattes.cnpq.br/8331234884998853

Fernanda Lago Morbeck, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

http://lattes.cnpq.br/2198578208473257

Referências

Andrade, R. C. et al. Buriti palm stem as a potential renewable source for activated carbon production. Environmental Technology & Innovation, v. 3, p. 28-34, 2015. DOI: 10.1016/j.eti.2015.02.002.
Attia, A. A. et al. Adsorption of chromium ion (VI) by acid activated carbon. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 27, n. 1, p. 183-193, 2010. DOI: 10.1590/S0104-66322010000100016.
Avelar, F. F. et al. The use of piassava ï¬bers (Attalea funifera) in the preparation of activated carbon. Bioresource Technology, v. 101, n. 12, p. 4639-4645, 2010. DOI: 10.1016/j.biortech.2010.01.103.
Bautista-Toledo, I. et al. Bisphenol A removal from water by activated carbon: effects of carbon characteristics and solution chemistry. Environmental Science and Technology, v. 39, n. 16, p. 6246-6250, 2005. DOI: 10.1021/es0481169.
Bhatnagar, A. et al. An overview of the modification methods of activated carbon for its water treatment applications. Chemical Engineering Journal, v. 219, p. 499-511, 2013. DOI: 10.1016/j.cej.2012.12.038.
Boehm, H. P. Surface chemical characterization of carbons from adsorption studies. In: Bottani, E. J. & Tascón, J. M. D. (Ed.). Adsorption by carbons. [S.l]: Elsevier Science, 2008. p. 301-327.
Boehm, H. P. Surface oxides on carbon and their analysis: a critical assessment. Carbon, v. 40, n. 2, p. 145-149, 2002. DOI: 10.1016/S0008-6223(01)00165-8.
Borges, W. M. S. et al. Carvão ativado de resíduo de madeira de candeia: produção, caracterização e avaliação do potencial adsortivo. Revista Virtual de Química, v. 7, n. 6, p. 1952-1967, 2015. DOI: 10.5935/1984-6835.20150115.
Brum, S. S. et al. Preparação e caracterização de carvão ativado produzido a partir de resíduos do beneficiamento do café. Quimica Nova, v. 31, n. 5, p. 1048-1052, 2008.
Bueno, C. I. D. C. & Carvalho, W. A. Remoção de chumbo (II) em sistemas descontínuos por carvões ativados com ácido fosfórico e com vapor. Quimica Nova, v. 30, n. 8, p. 1911-1918, 2007.
Cherifi, H. et al. Kinetic studies on the adsorption of methylene blue onto vegetal fiber activated carbons. Applied Surface Science, v. 282, p. 52-59, 2013. DOI: 10.1016/j.apsusc.2013.05.031.
Costa, P. D. et al. Produção, caracterização e aplicação de carvão ativado de casca de nozes para adsorção de azul de metileno. Revista Virtual de Química, v. 7, n. 4, p. 1272-1285, 2015. DOI: 10.5935/1984-6835.20150070.
Danish, M. & Ahmad, T. A review on utilization of wood biomass as a sustainable precursor for activated carbon production and application. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 87, p. 1-21, 2018. DOI: 10.1016/j.rser.2018.02.003.
Fang, C. H. et al. An overview on bamboo culm flattening. Construction and Building Materials, v. 171, p. 65-74, 2018. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.03.085.
González-García, P. Activated carbon from lignocellulosics precursors: a review of the synthesis methods, characterization techniques and applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 82, n. 1, p. 1393-1414, 2017. DOI: 10.1016/j.rser.2017.04.117.
González, P. G. & Pliego-Cuervo, Y. B. Adsorption of Cd (II), Hg (II) and Zn (II) from aqueous solution using mesoporous activated carbon produced from Bambusa vulgaris striata. Chemical Engineering Research and Design, v. 92, n. 11, p. 2715-2724, 2014. DOI: 10.1016/j.cherd.2014.02.013.
Lobovikov, M. et al. World bamboo resources: a thematic study prepared in the framework of the global forest resources assessment 2005. Rome: FAO, 2007.
Nobre, J. C. R. et al. Produção de carvão ativado de resíduo madeireiro da região Amazônica. Scientia Forestalis, v. 43, n. 108, p. 895-906, 2015. DOI: 10.18671/scifor.v43n108.14.
Pallarés, J. et al. Production and characterization of activated carbon from barley straw by physical activation with carbon dioxide and steam. Biomass and Bioenergy, v. 115, p. 64-73, 2018. DOI: 10.1016/j.biombioe.2018.04.015.
Pezoti, O. et al. Adsorption studies of methylene blue onto ZnCl2-activated carbon produced from buriti shells (Mauritia flexuosa L.). Journal of Industrial and Engineering Chemistry, v. 20, n. 6, p. 4401-4407, 2014. DOI: 10.1016/j.jiec.2014.02.007.
Rashidi, N. A. & Yusup, S. A review on recent technological advancement in the activated carbon production from oil palm wastes. Chemical Engineering Journal, v. 314, p. 277-290, 2017. DOI: 10.1016/j.cej.2016.11.059.
Rezma, S. et al. Physically activated microporous carbon from a new biomass source: date palm petioles. Comptes Rendus Chimie, v. 20, n. 9-10, p. 881-887, 2017. DOI: 10.1016/j.crci.2017.05.003.
Skaar, C. Wood-water relations. New York: Springer, 1988.
Sales, P. F. et al. Produção, caracterização e aplicação do carvão ativado obtido a partir do sabugo de milho: a busca pelo reaproveitamento de um resíduo agroindustrial. Revista Virtual de Química, v. 7, n. 4, p. 1174-1188, 2015.
Stavropoulos, G. G. & Zabaniotou, A. A. Production and characterization of activated carbons from olive-seed waste residue. Microporous and Mesoporous Materials, v. 82, n. 1, p. 79-85, 2005. DOI: 10.1016/j.micromeso.2005.03.009.
Teixeira, V. G. et al. Principais métodos de caracterização da porosidade de resinas Ã base de divinilbenzeno. Química Nova, v. 24, n. 6, p. 808-818, 2001. DOI: 10.1590/S0100-40422001000600019.
Tomazello, M. F. & Azzini, A. Estrutura anatômica, dimensões das fibras e densidade básica de colmos de Bambusa vulgaris Schrad. Instituto de Pesquisas Estudos Florestais, n. 36, p. 43-50, 1987.
Van-Dam, J. E. G. et al. Bamboo production for industrial utilization. In: Alexopoulou, E. (Ed.). Perennial grasses for bioenergy and bioproducts. [S.l]: Academic Press, 2018. p. 175-216.