Produção de carvão ativado a partir do bagaço da casca de acácia-negra (Acacia mearnsii De Wild.) e sua aplicação como adsorvente

Abstract

O carvão ativado é um material carbonáceo que possui uma estrutura de poros bem desenvolvida e uma elevada área superficial, sendo considerado um excelente material para aplicação em operações de adsorção. A produção de carvão ativado a partir de resíduos lignocelulósicos tem se tornado uma alternativa interessante para o seu aproveitamento. Nesse estudo, foi produzido carvão ativado a partir do bagaço da casca de acácia-negra, um resíduo da indústria de extração de taninos. Para a obtenção do carvão ativado empregou-se o processo de ativação química, utilizando-se cloreto de zinco como agente ativante. Foi realizado um planejamento experimental fatorial fracionário 24-1, com o propósito de estabelecer as melhores condições de produção do carvão ativado. Os fatores de estudo foram temperatura de carbonização (500 e 700 °C), tempo de carbonização (2 e 4 h), percentual de agente ativante em relação a massa do material precursor (5 e 20%) e tempo de imersão do material precursor no agente ativante (12 e 24 h). Os carvões ativados obtidos foram avaliados quanto a capacidade de adsorção dos corantes azul de metileno e amarelo tartrazina. As variáveis que influenciaram a capacidade de adsorção dos corantes foram temperatura de carbonização, tempo de carbonização e percentual de agente ativante. Com exceção do tempo de carbonização para a resposta capacidade de adsorção do corante azul de metileno, os outros fatores apresentaram efeito positivo para as capacidades de adsorção de ambos os corantes. A maior capacidade de adsorção do corante azul de metileno foi de 84,74 mg g-1 e do corante amarelo tartrazina foi de 27,70 mg g-1 . As análises de infravermelho mostraram que a superfície do carvão ativado é composta principalmente por grupos ácidos, como lactôna e quinona. As análises de microscopia eletrônica de varredura, mostraram que, para diferentes condições de produção, o carvão ativado apresentou poros de diferentes tamanhos e diferentes formatos.