Avaliação do uso de adsorventes preparados a partir de resíduos agroindustriais para remoção de fenol em soluções aquosas - SILVA, Thiago Emanoel Pereira da (2015)
O fenol é um contaminante presente nos efluentes das diversas etapas de processamento da indústria do petróleo que pode ocasionar graves consequências ao meio ambiente e à saúde humana. É imprescindível sua remoção dos efluentes antes do descarte em corpos hídricos. Dentre os processos existentes, a adsorção tem demonstrado alta eficiência na remoção desse poluente. Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de carvões oriundos da palha de coqueiro (CP) e da casca de amendoim (CA), ativados com CO2, como adsorventes para remoção de fenol em soluções. Os carvões foram ativados por CO2 na vazão de 100 mL.min-1 por 60 minutos a 600ºC. Foi realizada a caracterização dos materiais pelos métodos de determinação da área superficial (BET), difração de raios-X (DRX), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR) e ponto de carga zero (pHpcz). Avaliou-se a influência do pH inicial da solução e da concentração dos adsorventes (C.A.). As condições de trabalho foram definidas com o auxilio de um planejamento fatorial 23 (PF) avaliando a influência das variáveis C.A., granulometria (G.) e velocidade de agitação (V.A.) sobre o sistema adsortivo, tendo como resposta a capacidade adsortiva q (mg.g-1). Com base nos resultados dos planejamentos foram realizados estudos cinéticos e de equilíbrio de adsorção. Foi observado um aumento na área superficial e no volume dos poros após a ativação para ambos os carvões. Na análise termogravimétrica foram observadas três perdas de massa e maior estabilidade térmica para os carvões ativados com relação aos seus materiais precursores. Na análise de DRX foi possível identificar que ambos os materiais possuíam estrutura predominantemente amorfa com estrutura cristalina reduzida. Pela análise de FT-IR foi possível identificar picos referentes a grupos hidroxilas, carboxílicos e ésteres, em ambos os carvões. Para os carvões ativados o pHpcz foi aproximadamente 10, apresentando superfície básica, o que favorece a adsorção de compostos como o fenol. Para os ensaios, foram utilizadas soluções fenólicas com pH 6, por ser o pH natural da solução em estudo e ser inferior ao pHpcz. A interseção das curvas de q versus % de remoção (8 g.L-1), no estudo da concentração, foi adotada como ponto central do planejamento fatorial. O maior q foi obtido para o nível 4 g.L-1, G. < 0,090 mm e 300 rpm, condição adotada para a realização dos estudos cinéticos e de equilíbrio. Para ambos os carvões, a evolução cinética inicial foi rápida até 120 minutos, atingindo o equilíbrio em torno de 480 minutos. O modelo pseudo ordem n foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais. Com base no modelo de Weber-Morris, o processo adsortivo é controlado por mais de uma etapa, incluindo difusão intrapartícula. Para o equilíbrio de adsorção, o modelo de Fritz-Schlunder apresentou melhor ajuste aos dados experimentais quando comparado, pelo Teste F, ao modelo Langmuir-Freundlich. A capacidade adsortiva máxima do CP foi de 55,8 ± 6,9 mg.g-1 e do CA foi de 32,9 ± 2,1 mg.g-1. Os resultados demonstraram o potencial técnico destes carvões como adsorventes para remoção de fenol em soluções aquosas.