Resíduo madeireiro para síntese de carvão ativado e compóstisos à base de quitosana

Abstract

Uma das ameaças mais graves ao meio ambiente é a poluição do meio aquático e do ar, gerada pelos efluentes e emissão de gases poluentes das indústrias. Dentre os métodos aplicados à purificação da água e do ar, o processo de adsorção é de maior interesse, pelo baixo custo e por possibilitar o uso de diferentes adsorventes renováveis, como o carvão ativado derivado de biomassa residual. Além disso, pesquisas buscam também a combinação de compostos que geram efeito sinérgico na capacidade de adsorção, como filmes de quitosana e carvão ativado. Dessa forma, o objetivo geral do trabalho foi produzir e caracterizar os carvões ativados provenientes de resíduo florestal, bem como sintetizar filmes compósitos de quitosana com carvão ativado (CA), avaliar a capacidade de adsorção dos produtos e suas eficiências de remoção dos corantes azul de metileno e vermelho neutro. Foram produzidos CAs utilizando vapor d’água e CO 2 em diferentes tempos (1, 2 e 3 horas) e temperaturas (600, 750 e 900 °C), além de filmes compósitos de quitosana com CAs. O processo de ativação utilizando vapor d’água e CO 2 à base de resíduo florestal, foi eficaz e gerou CAs com grande volume de poros e área superficial de mais de 1000 m²/g, aproximando-se dos CAs comerciais. Os CAs produzidos à 900 °C durante 2 e 3 horas, tiveram eficiência de remoção de 68 e 84%, respectivamente, do corante azul de metileno em apenas 10 minutos de adsorção. O filme de quitosana com CA produzido à 750 °C, durante 2 horas, proporcionou aumento de 87% da capacidade de adsorção e 43% da eficiência de remoção do corante vermelho neutro, quando comparado ao filme de quitosana pura. A pesquisa mostrou capacidade de produção de adsorventes com a possibilidade de aplicação em tratamento de efluentes, a partir de resíduo da biomassa florestal, agregando valor à matéria prima com baixo potencial de aproveitamento. Palavras-chave: Adsorventes. Filmes. Painel compensado. Precursor.

One of the most serious threats to the environment is pollution of the aquatic environment and air, generated by effluents and emission of polluting gases by industries. Of the methods applied to water and air purification, the adsorption process is of greatest interest, due to its low cost and because it is carried out with the use of different renewable adsorbents, such as activated carbon derived from residual biomass. In addition, researchers are also looking for the combination of compounds that generate a synergistic effect on the adsorption capacity, such as chitosan films and activated carbon. Thus, the general objective of the work was to produce and characterize activated charcoal from forest waste, as well as synthesize chitosan composite films with activated carbon (CA), evaluate the adsorption capacity of the products and their removal efficiency of methylene blue and neutral red dyes. CAs were produced using water vapor and CO 2 at different times (1, 2 and 3 hours) and temperatures (600, 750 and 900 °C), in addition to chitosan composite films with CAs. The activation process using water vapor and CO 2 , based on forest residues, was effective and generated CAs with a large volume of pores and a surface area of more than 1000 m²/g, approaching the commercial ones. The CAs produced at 900 °C for 2 and 3 hours had removal efficiency of 68 and 84%, respectively, of the methylene blue dye in just 10 minutes of adsorption. The chitosan film with CA produced at 750 °C for 2 hours provided an increase of 87% in the adsorption capacity and 43% in the removal efficiency of the neutral red dye, when compared to the pure chitosan film. The research showed the capacity to produce adsorbents with the possibility of being used in wastewater treatment, from forest biomass residues, adding value to the raw material with low potential for use. Keywords: Adsorbents. Films. Plywood panel. Precursor.