Produção de carvão ativado proveniente do bagaço de malte para tratamento de efluentes proveniente da industria textil utilizando como ativante K2CO3

Abstract

Carvões ativados podem ser produzidos a partir de uma variedade de materiais à base de carbono. O bagaço de malte se apresenta como uma matéria-prima promissora para a produção de carvão ativado devido à sua alta disponibilidade e baixo custo. A ativação aumenta a capacidade de adsorção, permitindo que o material de carbono seja usado em vários tratamentos, como a remoção de corantes usados na indústria têxtil, exemplificado pelo corante azul reativo BF-5G (C.I Reactive Blue 203). O Ponto de Carga Zero (pHPZC) é usado para indicar o comportamento do material de acordo com o pH do meio,determinado em 6,28 . Os métodos de caracterização empregados incluíram Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difração de Raios X (XRD) e Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) foram conduzidas para caracterizar e identificar modificações estruturais no material de carbono. O método de área de superfície Brunauer-Emmet-Teller (BET) demonstrou que a área de superfície aumentou após ativação com K2CO3, de 1,35 m²/g do bagaço de malte para 3,503 m²/g do carvão ativado no ponto 12 do planejamento fatorial. As isotermas de adsorção são essenciais para otimizar o uso de adsorventes; os modelos de isotermas usados neste estudo incluem as equações de Langmuir, Tenkin e Freundlich, que forneceram resultados de eficiência de adsorção , alcançando isoterma de Langmuir (qMax = 397,4 mg /g) . Esse estudo apresenta, pela primeira vez, o uso de biomassa de bagaço de malte para produzir carvão ativado com K2CO3 como adsorvente sólido para o corante azul reativo BF-5G. Palavras-chave: carvão vegetal, Adsorção, Azul reativo BF-5G ,Carbonato de potássio

Activated carbons can be produced from a variety of carbon-based materials. Malt bagasse emerges as a promising raw material for activated carbon production due to its high availability and low cost. Activation enhances adsorption capacity, allowing the carbon material to be used in various treatments, such as the removal of dyes used in the textile industry, exemplified by the reactive blue dye BF-5G (C.I. Reactive Blue 203). The Point of Zero Charge (pHPZC) is used to indicate the material’s behavior according to the pH of the medium, determined to be 6.28. The characterization methods employed included Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction (XRD), and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), which were conducted to analyze and identify structural modifications in the carbon material. The Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area method demonstrated that the surface area increased after activation with K2CO3, from 1.35 m²/g for malt bagasse to 3.503 m²/g for activated carbon at point 12 of the factorial design. Adsorption isotherms are essential for optimizing the use of adsorbents; the isotherm models used in this study included the Langmuir, Temkin, and Freundlich equations, which provided adsorption efficiency results, with the Langmuir isotherm yielding a maximum adsorption capacity (qMax) of 397.4 mg/g. This study presents, for the first time, the use of malt bagasse biomass to produce activated carbon with K2CO3 as a solid adsorbent for the reactive blue dye BF-5G. Keywords: activated carbon, adsorption, reactive blue BF-5G, potassium carbonate