Resíduos de bambu (Bambusa vulgaris Schard.) para produção de carvão ativado

Abstract

Resíduos de Bambu (Bambusa vulgaris Schard.) foram utilizados como material precursor na preparação de vários tipos de carvão ativados. Para o preparo dos carvões ativados – CAs foram aplicadas dois tipos de ativações: 1) ativação física com dióxido de carbono (CO 2 ) e vapor- d’água (H 2 O); e 2) ativação química, com um sal (cloreto de zinco - ZnCl 2 ), um ácido (ácido fosfórico - H 3 PO 4 ) e uma base (hidróxido de sódio - NaOH). Os carvões ativados obtidos foram caracterizados por análise elementar (CHNS), microscopia eletrônica de varredura (MEV), método titulométrico de Boehm (BOEHM) e área superficial por azul de metileno (S AM ). Os materiais foram testados quanto à capacidade de adsorção de contaminantes do meio ambiente: azul de metileno, fenol, íon Cr +6 . Todos os carvões ativados obtidos apresentaram alto rendimento e os materiais obtidos por ativação química obtiveram maior rendimento que os ativados fisicamente. Pela análise elementar, verificou-se, após a pirólise e a ativação do resíduo de bambu, aumento dos teores de carbono e diminuição dos teores de oxigênio e hidrogênio. As micrografias mostraram que as morfologias dos carvões produzidos são diferentes entre si e variaram de acordo com o tipo de impregnação utilizada, do material precursor, carvão vegetal e carvão ativado comercial. Pelo método titulométrico de Boehm, verificou-se que os materiais ativados fisicamente apresentam menor acidez total que os ativados quimicamente, e que a ativação química elevou-se a quantidade de grupos carboxílicos. Os vários carvões ativados produzidos demonstraram como bons adsorventes dos contaminantes testados. O CA ZnCl 2 e CA H 2 O foram os mais eficientes na adsorção do azul de metileno. O CA ZnCl 2 , CA CO 2 , CA H 2 O e o CA H 3 PO 4 foram os melhores adsorventes para o fenol, enquanto apenas o CA ZnCl 2 , CA H 3 PO 4 e CA comercial adsorveram o cromo hexavalente - Cr +6 . O CA ZnCl 2 foi o que apresentou maior área superficial (1319,16 m 2 g -1 ). Os carvões ativados produzidos apresentaram resultados iguais ou superiores ao carvão ativado comercial.

Bamboo waste (Bambusa vulgaris Schard.) were used as a precursor material in the preparation of various types of activated charcoal. For the preparation of activated charcoal (ACs) two types of activations were applied: 1) a physical activation with carbon dioxide (CO 2 ) and water vapor (H 2 O); and 2) chemical activation with a salt (zinc chloride - ZnCl 2 ), an acid (phosphoric acid - H 3 PO 4 ) and a base (sodium hydroxide - NaOH). The activated charcoals obtained were characterized by elemental analysis (CHNS), scanning electron microscopy (SEM), Boehm titration method (BOEHM) and surface area per methylene blue (S AM ). The materials were tested for their ability to adsorb contaminants of the environment: methylene blue, phenol and ion Cr +6 . All activated charcoal showed high yield and the material obtained by chemical activation had higher income that enabled them physically. By elemental analysis, it was found, after pyrolysis and activation of the bamboo residue increased of carbon levels and decrease of oxygen levels and hydrogen. The micrographs showed that the morphology of charcoal produced are different between them and varied according to the impregnation type used, the precursor material, charcoal and commercial activated charcoal. By the Boehm titration method is noted that materials activated physically have a lower total acidity of the chemically activated and that the chemical activation increased the amount of carboxylic groups. The various activated charcoal produced demonstrated how good adsorbents of contaminants tested. The CA ZnCl 2 and CA H 2 O were the most efficient in the adsorption of methylene blue. The CA ZnCl 2 , CA CO 2 , CA H 2 O and CA H 3 PO 4 were the best adsorbent for phenol, while only the CA ZnCl 2 , CA H 3 PO 4 and CA commercial adsorbed the hexavalent chromium - Cr +6 . The CA ZnCl 2 was the only one that exhibited the largest surface area (1319.16 m 2 g -1 ). The activated charcoal produced showed results equal or higher than the commercial activated charcoal.