Avaliação comparativa de tratamentos térmicos e químicos na preparação de carvão ativado a partir de torta prensada de Raphanus sativus para remoção de azul de metileno

• Main Author: Tatiana Martins Barbosa
• Other Authors: Adriana Silva Franca
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2015
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9ZPK4M

=== In this work, different adsorbents materials were obtained employing radish (Raphanus sativus L.) oilseed cake, a solid residue from biodiesel production. The adsorbents were evaluated in natura and after chemical modification in the form of activated carbon. The chemical modification was carried out by treating the radish cakes with NaOH, KOH, H2SO4 and H3PO4. The carbonization occurred in muffle furnace or in conventional microwave oven. The adsorbents were characterized by scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis, fluorescence spectrometry Xray, and infrared spectroscopy (FTIR). From the characterization and performance analysis of the manufactured adsorbents, the best material was selected for studies of adsorption of methylene blue (potential poluting agent) from aqueous solutions in batch experiments. The effects of different factors such as adsorbent dosage, agitation time, particle size and initial adsorbate concentration were evaluated in the adsorption studies. After evaluation of the best adsorption conditions, studies were performed to determine which kinetic equation best fits the experimental data; the pseudo first-order and pseudo second-order models were tested. The maximum adsorption capacity value was obtained by the equilibrium study, in which the empirical data were fitted to Langmuir, Freundlich and Temkin isotherm models. Results indicated that the activated carbon showed high adsorption capacity of methylene blue in aqueous solution and the maximum capacity obtained was 51,63 mg.g-1; this value is high in comparison to other types of adsorbents cited in the literature. The kinetic and equilibrium models that provided the best fits to the experimental data were respectively pseudo second-order and Langmuir, indicating that adsorption is predominantly chemical and occurs homogeneously. The results obtained in this study indicate the feasibility of using these byproducts of biodiesel production for the manufacturing of adsorbents for dye removal, given that they are an abundant agricultural waste product, present low cost, were obtained by a simple process, and showed high adsorptive capacity, representing an excellent alternative for the removal of methylene blue from industrial effluents. Therefore, they can contribute to sustainable development of biodiesel production. === Neste trabalho, diferentes materiais adsorventes foram preparados a partir de torta oleaginosa de sementes de nabo forrageiro (Raphanus sativus), um resíduo da produção de biodiesel. Os adsorventes foram avaliados in natura e após modificação química na forma de carvão ativado. A modificação química foi realizada pelo tratamento das tortas com NaOH, KOH, H2SO4 e H3PO4. A carbonização ocorreu em forno mufla ou em forno de micro-ondas convencional. Os adsorventes foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, análise termogravimétrica, espectrometria de fluorescência de raios-X e espectroscopia no infravermelho (FTIR). A partir da caracterização e da análise do desempenho dos adsorventes produzidos, selecionou-se o melhor material para os estudos de adsorção do corante azul de metileno (potencial agente poluidor) em soluções aquosas em batelada. Os efeitos de diferentes fatores tais como dosagem de adsorvente, tempo de agitação, granulometria de partícula e concentração inicial do adsorvato foram avaliados nos estudos adsortivos. Para as melhores condições de adsorção, estudos foram realizados para determinação de qual equação cinética melhor se ajusta aos dados experimentais; foram testados os modelos de pseudo primeira-ordem e pseudo segunda-ordem. O estudo do equilíbrio permitiu obter a capacidade máxima de adsorção do material, sendo os modelos das isotermas de Langmuir, Freundlich e Temkin aplicados aos dados empíricos. Os resultados indicaram que o carvão ativado produzido apresentou alta capacidade de adsorção de azul de metileno em meio aquoso, sendo o valor encontrado para sua capacidade máxima equivalente a 51,63 mg.g-1; este valor é superior a diversos valores obtidos para outros tipos de adsorventes citados na literatura. Os modelos cinético e de equilíbrio que apresentaram melhor ajuste foram, respectivamente, pseudo segunda-ordem e Langmuir, evidenciando que a adsorção é predominantemente química e que ocorre de forma homogênea. Os resultados obtidos nesse trabalho indicam a viabilidade de usar esse subproduto da produção do biodiesel para a elaboração de adsorventes seletivos para remoção de corante uma vez que são agroresíduos abundantes e, portanto, de baixo custo; são obtidos por um processo simples; e apresentaram alta capacidade adsortiva, representando uma excelente alternativa para remoção de azul de metileno em efluentes industriais. Assim sendo, podem contribuir para um desenvolvimento sustentável da produção de biodiesel.