Obtenção de carvão ativado a partir de lodo industrial para a remoção de contaminantes e recuperação de bioálcoois via adsorção
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Date
2021-12-07Primeiro coorientador
Collazzo, Gabriela Carvalho
Primeiro membro da banca
Mendoza-Castillo, Didilia Ileana
Segundo membro da banca
Cadaval Junior, Tito Roberto Sant'Anna
Terceiro membro da banca
Cancelier, Adriano
Quarto membro da banca
Silva, William Leonardo da
Metadata
Show full item recordAbstract
Nesse estudo, o lodo biológico, que é um resíduo sólido abundante e problemático proveniente da estação de tratamento de efluentes (ETE) de uma indústria de bebidas foi utilizado para a preparação de um carvão ativado de alta qualidade (CALB). Esse foi investigado na adsorção de contaminantes (violeta cristal, vermelho 40, paracetamol, ibuprofeno e cetoprofeno) e na recuperação de bioálcoois (etanol, propanol e butanol) em soluções aquosas. Para a obtenção do material adsorvente foi adotada uma rota de síntese via pirólise e ativação química (ZnCl2 e cal), onde originou-se o lodo pirolisado (LP). Posteriormente, LP foi submetido a uma lixiviação com ácido clorídrico (HCl) e assim obteve-se o CALB. Esses materiais foram caracterizados quanto as suas propriedades físico-químicas e em seguida aplicados para os estudos de adsorção. As caracterizações demonstraram que CALB é um material mesoporoso, semicristalino e que obteve maior área de superfície (631,8 m2 g - ¹), volume total de poros (0,5098 cm3 g - ¹) e diâmetro médio de poros (6,32 nm) quando comparado ao LP. A técnica de MEV, confirmou esse aumento de porosidade, rugosidade e formação de cavidades no CALB em relação ao LP. Por meio da Titulação de Boehm foi detectada uma mínima quantidade de grupos ácidos e nenhum grupo básico em CALB, contrariamente do encontrado em LP. As análises TG/DTG foram consistentes com as demais técnicas de caracterização, visto que uma menor massa residual foi observada em CALB (28%) do que em LP (37%). Os estudos de adsorção comprovaram que CALB é mais adequado que LP para remoção dos contaminantes, assim como, na recuperação de bioálcoois. Inclusive, CALB demonstrou ter grande potencial na remoção e recuperação desses compostos químicos tendo em vista as altas capacidades de adsorção detectadas para violeta cristal (640,7 mg g−¹), vermelho 40 (287,1 mg g−¹), paracetamol (145,4 mg g - ¹), ibuprofeno (105,9 mg g - ¹), cetoprofeno (57,6 mg g - ¹), butanol (1801,70 mg g-¹/ 24,64 mmol g - ¹), propanol (1107,63 mg g - ¹/ 19,31 mmol g - ¹) e etanol (722,90 mg g - ¹/ 16,48 mmol g - ¹). Além disso, os materiais adsorventes (LP e CALB) oriundos de um resíduo sólido podem ser utilizados de maneira segura na adsorção, já que não apresentaram efeito fitotóxico sobre a espécie Lactuca sativa. Esse efeito, também permitiu verificar que a toxicidade dos corantes pode ser reduzida significativamente utilizando CALB na adsorção. Em conclusão, o lodo biológico utilizado como um material precursor, assim como, o método de síntese adotado propiciou a obtenção de um adsorvente com excelentes propriedades texturais e químicas. Consequentemente, isso garantiu que CALB possa ser utilizado em diferentes aplicações, como no caso da remoção de contaminantes e recuperação de bioálcoois via adsorção. Portanto, a conversão de lodo em CALB tem uma proeminência ecológica multíplice, visto que contribui para a gestão dos resíduos sólidos, para remoção de contaminantes recalcitrantes e no menor consumo de energia através da adsorção e recuperação de bioálcoois.
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