Produção e modificação de carvões ativados para aplicações ambientais

• Autor(a) principal: Luiz Claudio de Melo Costa
• Data de Publicação: 2007
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-86HMWQ
• topic: troca aniônica; calorimetria de emersão; Carvão ativado; Carbono ativado; Química inorgânica; Quimica ambiental

Neste trabalho foi investigada a produção e caracterização de carvões ativados a partir de precursores poliméricos vegetais e sintéticos. A partir da modificação das características superficiais e estruturais foram estudadas diferentes aplicações destes carvões como adsorventes. Numa primeira parte foram produzidos carvões com potencial aplicação como peneiras moleculares a partir de xerogéis resorcinol-formaldeído. Investigou-se o efeito de diferentes solventes orgânicos para a lavagem e secagem dos xerogéis na estrutura porosa final do carvão. A análise via calorimetria de imersão com diferentes moléculas sonda mostrou que as amostras tratadas com água e etanol apresentaram características de peneiras moleculares para compostos com dimensões ca. 0,70 nm. Numa segunda parte foram produzidos carvões ativados em uma forma especial, os briquetes, a partir de misturas de eucalipto ou álamo carbonizado com casca de arroz e mosto de uva como ligante. A superfície dos briquetes foi funcionalizada através do tratamento com HNO3 e H2SO4.SO3. Caracterizações por adsorção de nitrogênio, termogravimetria, infravermelho, titulação de sítios ácidos e análise elementar CHN mostraram que o processo de ativação dos briquetes que em geral os sítios ácidos e a área BET diminuem da camada mais externa para interna. O tratamento com HNO3 atinge todas as camadas do briquete, sendo a externa a mais oxidada. Por outro lado, o H2SO4.SO3 não atinge sequer a camada externa, devido à sua alta viscosidade. Adsorção de diferentes espécies catiônicas, i.e. azul de metileno(AM), Cr(III) e o Zn(II) mostraram que briquetes tratados com HNO3 são mais eficientes. Estudos por EDS/MEV mostraram que o Zn(II) se adsorve uniformemente pelo briquete. Na ultima etapa deste trabalho foi estudada uma nova resina de troca aniônica, à base de compósitos do sal quaternário de amônio, cloreto de dimetildioctadecilamônio (DMDO, [(C18H37)2(CH3)2)]N+Cl-), utilizando como suporte carvão ativado micro e mesoporoso, além de SiO2 e Al2O3. Estudos por adsorção de nitrogênio e MEV sugerem que o DMDO está disperso na superfície ocupando os poros dos materiais. Isotermas de adsorção com o ânion dicromato Cr2O72- mostraram que os compósitos com DMDO possuem alta capacidade de adsorção de dicromato. Dentre os compósitos preparados, a alumina apresentou os melhores resultados, seguido dos carvões e a sílica.